亓靜

【摘要】 對于小型水電站而言，人工監(jiān)控運(yùn)行方式的應(yīng)用不僅需要耗費(fèi)較多的人力資源，監(jiān)控不及時現(xiàn)象的出現(xiàn)還可能影響水電站的正常運(yùn)行。相比之下，利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以獲得更加優(yōu)質(zhì)的監(jiān)控效果。本文從監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的構(gòu)成入手，對小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的開發(fā)進(jìn)行分析和研究。

【關(guān)鍵詞】 小水電站 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件 開發(fā)

前言：小水電站的運(yùn)行過程中涉及的要素種類較多。因此，自動化控制方式的應(yīng)用在提升水電站運(yùn)行控制效率的同時，還會降低不合理控制問題的發(fā)生概率。自動化控制方式是通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)作用的產(chǎn)生與上位機(jī)軟件的開發(fā)質(zhì)量息息相關(guān)。

一、小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的構(gòu)成

從整體角度來講，小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的構(gòu)成要素主要包含以下幾種：第一，應(yīng)用軟件。這種軟件主要包含數(shù)據(jù)采集處理方面、數(shù)據(jù)通訊方面等內(nèi)容。第二，系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件的作用主要是保障上位機(jī)軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性[1]。

二、小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的開發(fā)

這里主要從以下幾方面入手，對小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的開發(fā)進(jìn)行研究：

2.1報警方面的開發(fā)

就小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件而言，報警模塊是保障小水電站運(yùn)行安全的重要部分。當(dāng)該模塊得到數(shù)據(jù)采集處理模塊的異常信息通知時，可以通過聲音或者警示燈等方式向小水電站的管理人員進(jìn)行報警。除了保障運(yùn)行安全功能之外，報警模塊所產(chǎn)生的報警信息全部會被記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)小型水電站中的管理人員需要分析其故障發(fā)生規(guī)律時，可以按照報警現(xiàn)象發(fā)生時間或者類型進(jìn)行有效查詢。在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件中，報警模塊的開發(fā)主要集中在對異?，F(xiàn)象（如開入量變位等）的事件信息內(nèi)容設(shè)計(jì)及提示框彈出方面。為了保證小水電站管理人員對事件的及時有效處理，應(yīng)該將該部分的事件信息設(shè)計(jì)為：由具體內(nèi)容、事件種類、產(chǎn)生事件設(shè)備名稱這幾種要素組成[2]。

2.2通訊方面的開發(fā)

1.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件通訊模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從實(shí)際應(yīng)用的角度來講，通訊模塊的通訊對象主要包含上位機(jī)監(jiān)控程序、RTU以及PLC單元這幾種。當(dāng)通訊模塊并未接收到相關(guān)指令時，其能夠自動向RTU發(fā)送讀取數(shù)據(jù)指令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)讀取小水電站運(yùn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)信息的目的。該模塊與RTU之前的連接方式為RS-485總線；該模塊與上位機(jī)監(jiān)控程序之間的通訊連接設(shè)計(jì)為Winsock控件；將該模塊與PLC單元的通訊方式設(shè)計(jì)為計(jì)算機(jī)串行通信端口。

2.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件通訊模塊的檢驗(yàn)

為了保證通訊模塊的設(shè)計(jì)質(zhì)量，該部分的檢驗(yàn)對象主要是通訊模塊與RTU、PLC單元以及上位機(jī)監(jiān)控程序之間的連接。就其與RTU而言，檢驗(yàn)結(jié)果表明這種連接方式的應(yīng)用能夠有效保證通訊質(zhì)量，其抗外部干擾的效果相對較好；就其與PLC單元而言，其數(shù)據(jù)信息通信安全性、穩(wěn)定性較高；就其與上位機(jī)監(jiān)控程序而言，檢驗(yàn)結(jié)果表明其通訊實(shí)時性較好[3]。

2.3數(shù)據(jù)采集處理方面的開發(fā)

該方面是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的主要功能。其數(shù)據(jù)采集處理模塊的作用為按照一定的周期規(guī)律從RTU中獲取數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理和分析。小型水電站監(jiān)控過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)主要包含開出量、開入量、直流、交流模擬量以及發(fā)電機(jī)溫度這幾種。為了保證數(shù)據(jù)采集處理模塊的有效性，這里將該模塊的數(shù)據(jù)獲取周期和儲存周期分別設(shè)計(jì)為5s和5min。就數(shù)據(jù)讀取過程而言，5s時間結(jié)束之后，上位機(jī)軟件的數(shù)據(jù)采集和處理模塊可以按照上述幾種類別分別將數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)庫中的對應(yīng)位置。當(dāng)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)完成后，該模塊能夠?qū)⒏碌臄?shù)據(jù)信息中是否存在異常現(xiàn)象，如越限事件或者變位事件等自動識別出來。如果數(shù)據(jù)信息中存在上述事件，則該模塊會聯(lián)合報警模塊向小型水電站的管理人員發(fā)出報警，提示管理人員分析該事件情況，并將越限事件或變位事件的數(shù)據(jù)信息儲存起來。就數(shù)據(jù)儲存過程而言，當(dāng)5min時間結(jié)束之后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的數(shù)據(jù)采集處理模塊會將水電站設(shè)備作為參考依據(jù)，對該段時間內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行有條理地儲存。除此之外，每天凌晨該軟件的數(shù)據(jù)采集分析模塊還會將24h時間范圍內(nèi)產(chǎn)生的小水電站運(yùn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)的最小值和最大值識別出來，并對其進(jìn)行儲存以獲得小水電站的運(yùn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)閾值規(guī)律[4]。

結(jié)論：對于小水電站而言，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效保障其運(yùn)行安全。上位機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，其開發(fā)內(nèi)容主要包含數(shù)據(jù)采集模塊、報警模塊以及通訊模塊等內(nèi)容。需要通過對所有組成模塊的合理設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)，保證上位機(jī)軟件的開發(fā)質(zhì)量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]胡國強(qiáng). 小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件的開發(fā)[D].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

[2]何正韡. 基于Modicon M340 PLC的水電站監(jiān)控仿真系統(tǒng)研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2014.

[3]饒志波. 基于網(wǎng)絡(luò)的小型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].重慶大學(xué)，2012.

[4]張琦，黃成果，臧海霞. OPC技術(shù)在微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2008，05：133-135.