龙滩水电站计算机监控系统结构及特点

1、龙滩水电站计算机监控系统结构及特点孔德宁1 段中平1 李镇江1 温 柳2（1：龙滩水力发电厂 广西区天峨县547300 2：南京南瑞自控控制公司 江苏省南京市 210003）【摘要】 本文详细阐述了龙滩水电站计算机监控系统的设计原则、结构、功能和软硬件特点。随着计算机技术和网络技术的快速的发展，面向水电厂自动化的计算机监控系统也在迅速的发展，考虑到龙滩水电站设备控制的复杂程度以及庞大的系统规模，从电站可靠运行出发，系统采用了先进的、可靠的、有成功经验的水电厂计算机监控系统，并根据龙滩水电站的要求和特点，采用了当前比较先进的设备和技术，使其成为既具有国际先进水平，又能充分满足电站各方面实用化要求

2、的成熟可靠的监控系统。【关健词】 龙滩水电站 监控系统 系统结构 系统特点 0 概述龙滩水电站位于广西天峨县境内，是红水河上游大型骨干电厂。电站设计总装机容量6300MW，安装9台单机容量700MW的混流式水轮发电机组。由于单机容量大，运行方式复杂，对控制系统的可靠性、实时性要求很高，电站通过5回500千伏的电压等级线路接入电力系统，在南方电网中，主要承担着发电、调压、调峰、调频等任务。承担全厂9台机组、500kV开关站、公用系统等全厂设备实时监视和控制重任的计算机监控系统采用了与电站其他部分同步设计、同步投运的方式进行，保证了从电站首台机组发电起就将整个电站的实时运行纳入计算机监控系统的自动

3、控制之中。龙滩电站计算机监控系统2005年8月开始招标，2006年1月签订合同，2006年10月运抵龙滩现场进行安装调试，预定在2007年3月与第一台机同步投产。1 设计原则龙滩电站计算机监控系统选用南瑞公司提供的监控系统，按“无人值班（少人值守）”原则进行设计和配置，系统结构采用全开放、分布式模块化冗余结构，整个系统以“分层管理、集中控制”为原则组成主站级和现地控制单元级两部分，系统配置和设备选型符合计算机技术迅速发展的特点，充分利用计算机领域的先进技术。监控系统的软硬件均采用模块化结构，使之有良好的扩充性，便于实现系统功能、软件及硬件设备的扩充，更好地完成运行管理智能化。同时系统还具有高度

4、的安全性和可靠性、实时性和实用性，符合控制系统危险分担原则。龙滩计算机监控系统技术性能达到国际先进的技术水平。2 系统结构电站主站级和现地控制单元级通过100Mbp工业双光纤高速以太环网（符合802.3标准）相连，其良好的令牌协议（TOKEN BUS），使得各上位机系统与现地控制层PLC以对等的方式进行通讯。系统各部分均由二层通讯网络构成，层次清晰，运行稳定，易于扩充及维护，通过不同的软/硬件体系结构与功能结合，一起完成全厂众多复杂的实时监控功能。系统结构如图1。图1 龙滩计算机监控系统结构图2.1 现地控制单元级现地控制单元主要完成对被监控设备的数据采集、顺序控制流程、逻辑控制流程以及与系统

5、中其它装置的数据交换和状态采集。由于龙滩水电站在电网中的重要性，所以该系统中的机组、开关站、厂用、公用设备等现地控制单元CPU采用法国Schneider公司最高端Unity 67160 热备冗余CPU。Unity67160与I/O模件之间采用典型的MODICON 内部OVER BUS总线方式连接；远程I/O采用RIO(1.544M bps)方式，使用RG-6U同轴电缆作为通讯介质。对机组进水口闸门的控制，由于远程I/O机柜距离较远，且考虑重要性、安全性，从而配置了光纤中继器（490NRD95400），通过光纤介质进行通讯;与触摸屏（施耐德XBTG6330）、交采装置（ALSTOM百超）之间采用

6、MB+(MODBUS PLUS 1M bps)网络通讯;调速、励磁等系统通过MB（MODBUS 9600bps）网与之通讯。2.2 主站级电站主站级系统由四个主要部分组成。从监控系统的安全性、可靠性出发，操作员工作站和历史、实时数据服务器均设计为双机冗余热备工作方式，任何一台计算机故障，不会影响系统的正常运行，在主用机发生故障时，备用机迅速接管其工作，可以不中断任务且无扰动地成为主用机运行，保证系统高可用性。同时服务器节点的状态即时反映出来，极大的方便了运行和维护人员的监视和处理。2.2.1 操作员工作站Operation Station操作员工作站系指实现运行人员与电站监控系统人机接口的工作

7、站，功能包括图形显示、定值设定及变更工作方式等。运行值班人员通过双屏彩色液晶显示器可以对电厂的生产、设备运行做实时监视，取得所需的各种信息。电厂所有的操作控制都可以通过鼠标及键盘实现。操作员工作站配置声卡和语音软件，用于当被监控对象发生事故或故障时，发出语音报警提醒运行人员。从系统的安全性考虑，操作员站主机放监控机房，键盘、鼠标、显示器放中控室，中间通过KVM（键盘、鼠标、视频）延长设备相连。本系统中共包括4套OP(Operation Station)，其硬件平台为：CPU主频1.28GHz的UltraSPARC IIIi 型64位SUN UNIX工作站（SunBlade 2500）、内存4G

8、B，采用SUN Solaris 9.0操作系统以及NC2000系列应用软件。2.2.2 辅助工作站Assistant Station辅助工作站包括ES工程师工作站、培训工作站。它们主要供电站维护和运行操作人员实现对系统进行修改系统参数、修改定值，增加和修改数据库、画面和报表的工作站以及运行人员的离线培训，与操作员工作站配置完全相同。2.2.3 应用工作站Application Station应用工作站包括报表及电话语音报警工作站、厂内通讯工作站、调度通讯工作站、历史查询工作站和Web工作站。它们主要完成报表的生成及打印、语音报警、电话查询、事故自动寻呼（ON-CALL）、移动短信息群发功能；负

9、责和厂内自成体系的系统进行数据通讯，完成与大坝闸门控制系统、厂内通风空调控制系统、机组状态监测系统、继电保护管理信息系统等系统的通讯功能；实现NC2000系统过程控制画面、历史数据（信号、报表、事件）查询；负责和南方电网调度系统和广西省调系统进行数据通讯；完成历史数据的备份和数据光盘刻录功能以及在保证监控系统安全的前提下，用于与电站MIS系统连接。被授权对象可通过INTERNET浏览电站设备运行、参数测量值、参数基准值、机组性能参数计算值、各参数的耗差值等实时信息，并对各类主要生产历史数据进行分析处理，为安全生产、经营提供可靠的决策依据。应用工作站所有硬件均为：配置Intel® Xe

10、on® 3.0GHzCPU（800MHz 前端总线，含 EM64T 技术）的HP工作站、内存4G，电话语音报警工作站和历史查询工作站采用Windows 2000操作系统，厂内通讯工作站、调度通讯工作站和Web工作站采用Lniux操作系统以及NC2000系列应用软件。2.2.4 数据服务器Data Server数据服务器系统是龙滩水电站上位机系统的核心部分，包括实时数据服务器（main1、main2）和历史数据服务器集群（his1、his2）。实时数据服务器主要实现龙滩水电站实时数据采集、实时数据库管理、综合计算、高级功能AGC/AVC计算和处理、事故故障信号的分析处理，以及NC200

11、0系统的管理功能。历史数据服务器集群主要实现电站控制的信息管理、历史数据以及历史事件的显示、存储和归档。历史数据服务器管理整个监控系统的历史数据，提供监控系统的历史数据和曲线查询的服务。数据服务器系统除了各包括2套Sun V440服务器外，历史数据服务器集群还包括一套SUN SPARCstorage 3510光纤磁盘阵列、并装有一套Oracle数据库系统，其中2套服务器与1套磁盘阵列通过RAID5卡及光缆连接。软件系统在CLUSTER方式下运行，冗余磁盘阵列配置成RAID0+1+5方式，监控系统的所有数据存放在磁盘阵列中，以保证系统具有较高的可靠性和数据的完整性。其硬件平台为：双CPU主频1.

12、28GHz的UltraSPARC IIIi 型64位SUN UNIX服务器、内存4GB，采用SUN Solaris 9.0操作系统以及NC2000系列应用软件。 GPS卫星时钟同步系统（双机热备）、调度通讯工作站（双机热备）、网络安全隔离装置均采用南瑞集团开发的SZ-SW、SJ-18、SysKeeper-2000系列产品，路由器采用CISCO公司的CISCO2651，大屏幕采用德国Barco公司的大屏幕控制系统及投影显示器。3 系统特点由于龙滩水电站的地理位置和在电力系统中的重要性，为确保电站的安全运行和可靠管理，系统在设计时考虑了采用最新的技术和先进可靠的设备。符合IEEE和ISO开放系统国

13、际标准的UNIX/Linux/Windows操作系统。按照开放的接口、服务和支持格式规范而实现的系统，使应用系统能以最少修改，实现在不同系统中的移植；能同本地的或远程系统中的应用实现互操作；能以方便用户迁移的方式实现用户的交互。开放系统的采用将最大限度地保护用户的投资。3.1 现地控制单元 采用分布式设计，能保证当现地控制单元与主站级系统脱离后仍然能在当地实现对有关设备的监视和控制功能，当与主站级恢复联系后又能自动地服从主站级系统的控制和管理。3.1.1 Schneider Unity Quantum高端模件的应用龙滩水电站选用的Unity模件全部支持带电热插拔功能，并且其突出的模块故障自检功

14、能，使模块的故障瞬间反应在上位机系统，大大方便了电站检修、维护和运行人员。采用字长32位、主频266MHz、2MRAM的67160CPU，所有数据的传输均在一个扫描周期中完成。每个独立单元均配置了两套完全相同的PLC主站（67160CPU 、CPS21400电源模件、双NOE77101以太网模件、CRP93200远程处理器模件）。具备热备（HBSY）功能的67160CPU通过专用的MTRJ（62.5/125）热备光纤连接，主控制器和备用控制器实时通信，对整个系统的运行状况进行监控，如果主控制器故障，备用控制器会在一个扫描周期内代替主控制器起控制作用。同时，在每个扫描周期后主控制器都要对备用控制

15、器进行更新。因此无论何时、处理何种任务、进行何种运算，主控制器的故障均不会影响电站机组的稳定运行。同时，热备处理程序的应用使得HBSY状态在上位机系统中一览无余，可以随时随地观察它的状态，为故障的早期发现和早期处理，提供强有力的基础保障。程序存储卡（TSXMFPP002M）的应用使得软件的修改能离线进行，极大地提高了由于误动软件引起的不必要的系统事故和故障，为维护人员增加了一道天然的安全屏障，同时也防止了系统停电，锂电池失压后软件的丢失。监控系统远程站采集的数据以冗余RIO的方式通过CRA93200（远程适配器）模件和RG-6U同轴电缆介质与主站CRP93200（远程处理器）相连，均采用双电源

16、累加冗余配置（CPS22400、CPS21400）。所有的I/O模件全部采用Schneider Unity Quantum系列模件，如：140DDI35300 32点开关量输入模件、140DDO35300 32点开关量输出模件、140ACI03000 16点模拟量输入模件 、140ERT85410 32点中断量输入模块、140ACO13000 8点模量数出模件、140ARI03010 8点温度量（RTD）采集模件等。3.1.2 独立的测温系统温度量的采集必须保证采集精度、刷新速率、抗干扰、完善的保护逻辑等指标。传统的监控系统温度量相对较少，因此采集、逻辑处理和计算与机组顺序控制流程、逻辑控制流

17、程、上下位机的数据交换和状态采集均在同一PLC中完成。由于龙滩水电站机组设备控制复杂，因此顺控流程和采集处理相对繁琐（软件离线编辑完毕后近8M），同时监视和控制的设备太多，测点近1734点（不包括通讯和计算点的数量），这样的结果表明龙滩机组PLC在最繁忙情况下的负载率很高，实践证明CPU的负载率过高，容易造成CPU扫描速度的降低（无法满足数据实时性能的要求），甚至死机。龙滩水电站采用了独立的测温系统PLC，使得机组640点温度量的采集在一秒内完成刷新，实时性大大加强。温度量处理程序的分离，降低了最繁忙情况下主PLC的负载率，独立的运算使得程序的处理更加完善、复杂，采集精度的准确性（=1%）和温

18、度量梯度报警的应用使保护逻辑更趋于合理。独立的测温系统PLC和主PLC没有任何关联，在主PLC退出的情况下温度数据采集不会受到任何影响，可将温度量的保护信号送至水机事故停机PLC和上位机系统，更好的提高机组运行的安全性和系统的可靠程度。3.1.3 开出重漏保护装置（DOP）的应用随着自动控制技术的发展和自动化水平的提高，PLC或是其他的控制器已越来越多的应用在包括水电站在内的各个领域中，因开出模件的损坏而引起误输出造成被控对象严重毁坏的例子在现实中是存在的。如何防止开出模件的误输出，这不仅是PLC厂家的事情，也是计算机监控系统现地控制单元生产厂家必须考虑和解决的课题。为此龙滩水电站在吸取有关电

19、力事故教训的基础上，通过充分的调查和研究，采用了由南瑞集团开发的拥有自足知识产权的开出重漏保护装置。它由信号检测部分、逻辑比较判断部分和继电器输出闭锁部分再加上为此开发的PLC控制程序组成。如图2，在每一个开出模块中用一个开出点和相应继电器做开出保护投退功能用，该继电器（XJ5）的常闭节点做为开出保护的旁路节点。同时开出点本身进入开出重漏选判断回路。当有流程执行时，保护投退继电器不动作，开出保护通过盘路被闭锁，允许多个开出点同时动作。流程结束，保护投退继电器动作，此时开出保护旁路断开，开出保护无重选、漏选信号，开出保护电源回路导通，顺控使能断开。此时保护功能投入，其他任何开出点动作，包括顺控使

20、能动作，开出保护均判断重选，开出继电器无法动作。此时只有一种情况下模件可能导致误出口动作，即其他开出点误动作而开出保护投退开出点误复归，而这种状态的开出模件误动概率几乎为0。同时，PLC程序在没有流程执行时运行人员可通过上位机实时监视开出重选、漏选信号，任意时刻发生重选或漏选信号均表示开出回路有不正常，应闭锁流程执行，同时提醒运行人员检查开出模件，这样在很大的程度上杜绝了因监控模件故障和误动而引起的系统故障和事故，保证了电站的安全运行和生产，也为全厂事故和故障的检查指导提供了可靠的依据。3.2 电站主站 3.2.1 SUN和HP高端计算机的运用龙滩水电站是一个具有重要地位的大型水电站，对监控系

21、统的可靠性和实时性要求高。根据“设计原则”的要求，系统服务器要求采用冗余的服务器以及光纤磁盘阵列，操作员工作站、工程师工作站、培训工作站等要求采用高性能、多任务型的计算机。为了便于系统管理和维护及备件的通用性，所有服务器、磁盘阵列、主要功能工作站选择同厂家同型号的产品，即使任何一台操作员工作站损坏或故障退出系统时，由于可互换性的存在，只需改动部分参数设置，即可投入运行，不会影响到安全的可靠运行，同时备品备件的通用性也降低了电站本身的维护成本。所以龙滩水电站选择了在我国电力系统和许多大型电厂以及其它领域得到广泛应用、有强大技术支持的、目前被业界认可的具有成熟可靠和完善性能的Sun公司和Hp公司的

22、产品。Sun公司作为开放系统的主要供应商，Sun公司单机RAS(Reliability可靠性，Availability可用性，Serviceability可服务性)技术处于业届领先的地位。在此基础上，为了满足用户对极其重要的商业应用的要求，Sun公司还提供用户具有更高性能和可靠性的集群技术。Cluster HA Server(群集机高可用性服务器)是Sun公司提供的高可用性解决方案。Hp公司是全球范围内提出保护Linux客户的主要厂家，使得客户能放心的在HP平台上使用Linux软件。它拥有完整的支持Linux的产品线、并在Linux Standard Base（标准基础）方面处于领先地位。3.

23、2.2 电源系统优良的电源系统，是监控系统能否安全可靠运行的前提和保证。因此龙滩水电站在考虑选择哪个厂家的UPS、采用哪种冗余备用的工作方式时非常重视，对生产厂家的产品的可靠性和技术水平进行了充分的考察。按照UPS的容量为总容量的125的要求，通过采用公式：n PiPi=1估算出带计算机负载时可承受的最大负荷后，采用了拥有性能优越的SPWM逆变器、交流输入范围宽、适应性和抗冲击能力强、尤其适合中国电网环境的 OYAMA公司生产的FR-UK/B3130 并联冗余UPS。（并机系统的框图和工作模式如图3）图3 并机系统的框图和工作模式冗余备用即通常所说的主备冗余方式，它分为并联冗余和串联冗余。并联

24、冗余方式，采用无主从均流控制技术，实现任意N台并联扩容或N+1冗余并联，数字化均流控制，自适应能力强，比传统并联可靠、冗余度更高，现场安装、调试简便；可以任意在线投入或退出并联单元，实现并联系统的在线热维护，同时并联方式下的UPS抗负载浪涌的能力比采用串联方式的UPS强。串联冗余方式，由于采用了设定主从机方式，即2台主机中始终只有1台工作，另外一台出于待机状态，即100%负荷始终由2台主机中的一台承担。这样，无论是在扩容方面，还是抗浪涌方面都没有并联方式好。采用并联冗余方式的UPS在工作时，2台30KVA的UPS平时各自带50%的负荷，这样整个电源系统的总容量可以扩展到60KVA，为瞬间大负荷

25、容量的产生提供了保证。而且，在将来容量的扩充时，只要直接并接增加的UPS即可，各个UPS将自动分配负荷。当其中1台主机出现故障时，另一台主机自动带100%负荷，当故障主机恢复运行后，两台主机自动平均分配负荷。如果2台主机均出现故障，所有负载将自动切换到旁路运行。所有的切换无扰动，电压输出波型连续。每套UPS采用1路交流220V和1路直流220V电源输入，输出交流220V稳定电源。同时，UPS将所有的状态、故障信息以无源接点的方式送给监控系统，使运行和维护人员不必到设备现场，就可即时掌握系统运行情况。3.3 系统网络网络上接入的每一设备都具有自己特定的功能，实现功能的分布。保证了网络上的节点设备

26、中任一部分故障或不工作，均不影响系统其它功能部分的运行。网络节点设备资源相对独立又可为其它节点共享，为今后功能扩充提供了较大的方便。 如图4所示，网络设备中心交换机采用专业的德国Hirschmann最新产品三层千兆主干工业交换机Power MICE4128-5，现地采用100M RS2-FX/FX交换机，保证厂级服务器和现地PLC工作的较大数据流和通讯速度（单台设备时延10毫秒）。上位机设备与4台千兆级中心交换机中的RJ-45口相连，在现地各LCU中均配有2台RS2小型交换机，此交换机中的光口以级联方式与主干网交换机的光口相连共同组成双光纤冗余以太环网，采用这种方式不仅实现了功能分配，而且无论

27、哪一台机组检修，无论同时检修几台机组，都不会影响到整个网络的通讯。其灵活的模块化结构、安全的硬图4 网络拓扑图件平台、先进的安全特性、工业级的冗余电源、无风扇低功耗的设计加上宽广的耐温范围，使得龙滩监控系统的网络安全性得到了最大程度的提高。独特的HIPER-Ring（超级冗余环）技术，使网络故障后能够在毫秒级（500毫秒）实现重新设置与恢复。在网络管理方面，支持SNMP网管、SNMP TRAP、TGMP Snooping，并支持故障自诊断功能，可将交换机状态信息和硬件故障直接传送到中央控制室，并且Hirschmann交换机热插拔技术的应用，可在不影响机组安全运行中解决硬件故障，大大减少了因网络

28、系统故障而引起的系统非计划停用。优质多模光导纤维介质在整个网络系统的应用，使得抗干扰能力大大加强，对于龙滩水电站各单元系统不是完全按照物理位置顺序投运的情况我们也采取了“一次敷设、逐步接入”等特殊的处理，最终可使网络运行、数据传输更加趋于安全可靠。3.4 控制软件 龙滩监控系统上位机系统采用南瑞集团NC2000系统，现地控制单元采用施耐德Unity 67160PLC专用的Unity PRO软件。3.4.1 Unity PRO现地控制软件施耐德Unity协同自动化平台，是一套全新的控制系统解决方案。Unity设计智能、操作简易、更快的处理速度（龙滩开关站程序编译完达21MB，周期扫描完时间120

29、ms）、更强大的处理功能，以及软件的开放性和协同性为控制系统提供了一个耳目一新的设计和操作理念，集编程、调试、操作于一体。Unity PRO充分利用了Windows® XP和Windows® 2000的图形及上下文相关接口优势。对屏蔽空间的优化使用、对工具和信息的直接访问以及可定制的工作环境最大的提高了用户友好性。类似于Windows®视窗的操作界面，最大程度上减少了编辑和维护成本。对维护人员只需进行必要的培训，就可以方便、快捷的掌握最基本的使用方法。无论你是否了解施耐德的硬件参数和性能，但只要清楚你所要实现的功能和配置，即可轻松的完成硬件系统和网络的组态。直接寻

30、址（即每个直接地址有一个在序列中指示位置的参考值，或者是输入地址 (只读) 或者是输出地址 (读/写)）又为软件的调试提供最简单的功能支持。在同一个项目中，按照开发功能的不同，可以同时使用功能块图FBD、梯形图语言LD、指令表IL、结构化文本ST、顺序控制SFC编程语言（都符合IEC 61131-3标准）对顺序控制、逻辑控制进行软件编译；主任务(MAST)、快速任务(FAST)、辅助任务(AUX)、事件任务（EVT）的应用，使程序可按照扫描周期、处理速度、响应时间等要求的不同进行定制编译，结构上显得更加清楚明了。Unity Pro 扩展功能块库是所有类型PLC编译软件中最庞大的，既有用于简单布

31、尔运算的功能块，也有用于字符串和数组运算的功能块，另外还有用于控制复杂控制循环的功能块，大大的减少了维护工程人员的开发周期和劳动强度。为了便于用户把握各种功能块，不同的功能块被归纳到各个库中，并划分为不同的系列，供用户在不同的实现功能中应用。软件中一个标准的、内置的转换器的应用，意味着PL7和Concept IEE61131应用程序可以被导入到Unity Pro 中运行，它与所有的Quantum、Premium、Atrium硬件平台兼容。3.4.2 主站级控制软件NARI  ACCess plusNC2000是南瑞集团开发的真正跨平台风格的计算机监控系统软件，它在结合国内水电站综合自

32、动化的新要求的基础上，总结我国水电站计算机监控系统经验的基础上，充分吸收国际上计算机科学领域中的最新技术设计而成。NC2000组态软件功能框图如图5所示。3.4.2.1 NC2000体系NC2000采用CLIENT/SERVER体系结构，支持不同的硬件，操作系统及关系型数据库系统。面向对象的开发方式，涵盖了设计和开发两个过程。它包含多层分布式对象架构，全面支持异构平台的特性，提供高效安全可靠的监控内核、功能强大的组态工具、实用方便的应用界面、多种标准的接口、紧贴水电站和梯级调度应用需求的各种常规及高级功能。软件在系统核心、数据库、图形、网络、组态等方面都进行了较前沿的设计，采用填表、对话框、菜

33、单方式提供强大的组态工具，以MDI (Multi-Document Interface) 作用户界面，以树形结构实现监控系统中输入采集量和输出控制量的各种参数定义，实现数据库的创建、修改、删除、查询(浏览)、保存、加载、返读、打印、在线调试及在线参数修改等；丰富多彩、操作方便适用的图形界面；支持标准ODBC，JDBC接口的历史数据库功能；电子表格化的报表子系统；可靠适用的电站及梯级调度高级应用软件（AGC、AVC、EDC等）；智能化报警管理；Internet/Intranet上的Web浏览及远程诊断；生产过程信息断面截取和历史回放；面向对象的智能化光字牌等特点，生成的IO数据库供各种装置和上位

34、机同时使用，配置和采集量相同的单机数据库，可采用完全复制，整体修改的特点，做到一次定义，多次使用，使电站维护人员的维护量降低到最低的水平。用户无需对操作系统命令深入了解，也不需要复杂的编程技巧，不论是在UNIX系统上还是在Windows®系统上，都可通过组态界面十分方便地完成：数据库测点定义、对象定义、现地控制单元的各种I/O模件定义、处理算法定义、通信端口、通信协义的定义，顺序控制流程生成、检测、加载等各种功能的应用定义以及维护，很多功能只需点击鼠标进行选择，既快捷方便，又避免了使用编辑程序难免产生的输入错误，真正体现了系统服务的面向对象、可靠、开放、友好、可扩展和透明化。使用户从

35、真正意义上轻松掌握计算机监控系统技术，极大地提高了运行、维护人员对监控系统开发(或二次开发)、使用和维护的便利性，大大减轻了维护工作量；使系统不仅满足目前的应用需求，还可以根据将来的需求进行扩展；提高了系统的可用性、可维护性、可扩展性和可靠性。 图5 NC2000组态软件功能框图3.4.2.2 顺序控制功能在水电厂控制和操作时，大量使用的控制操作方式为顺序控制方式。目前国内设计院或用户提供的顺序控制流程和设备操作闭锁条件都是用流程图的形式来表示，对顺序控制来说，它是一种最为自然的语言，只要用流程图组态出一个控制的全过程，那么相应的控制程序已完成。流程图组态是在以往的顺控流程组态工具的基础上发展

36、起来的，它按照IEC-1131-3标准设计，以流程图这一图形化方式组态、显示和操作，并在组态时检查语法，整个过程直观、自然、易于接受；支持顺控流程调试图形化显示，并支持单步、断点、连续等执行方式；它支持流程执行回放功能，便于事后分析；执行的流程支持按照大步显示，即使再复杂的流程也可以一目了然的在画面上显示；对流程可以进行加锁和解锁；支持流程执行异常陷阱处理。目前，国内仅有南京南瑞自动控制有限公司的组态软件实现了此功能。为了满足水电站的控制要求，NC2000提供可视化的顺控流程组态工具，用直观的、交互的方法，编制控制调节的算法。执行程序解释执行，并用图形化方式显示流程实际执行过程，支持在线调试，

37、在线修改和离线仿真。主要提供画流程的框图：开始框、判断框、操作框、子流程框、注解框等。实现顺控的软件工作状况如图6所示。交互式流程图编辑器流程显示界面顺控执行顺控管理顺控流程库图6 顺序控制工作方式 4 结束语龙滩水电站是我国目前第二大在建水电站，其计算机监控系统监控对象包括了全厂所有设备，由于机组容量大、需要监视控制的设备太多，因此它必须要求系统先进、可靠、安全。在各方的共同努力，系统在保证可靠实用、易扩充的前提下，完全按照冗余化和开放式的系统结构设计，整个系统技术先进、结构合理、功能完善，已具备了与首台机组同步投入运行的条件，将在龙滩水电站运行中发挥巨大作用。参考文献References：

38、1、方辉钦，现代水电厂计算机监控技术与试验.北京：中国电力出版社，2004。Fang H-Q, Computer monitoring system technology and experiment in Modern hydropower station. Beijing: China Power Press, 2004.2、陈邕怀，水电站计算机控制.武汉：武汉水利电力大学，1997。Chen Y-H, Computer Control of Hydropower station. Wu Han: School of Water Resource and Hydropower, 1997作

39、者简介 孔德宁 男，1975年出生，工程师，龙滩水电站监控系统联合开发小组成员、龙滩水电站自控班班长，多年来一直从事自动控制专业的工作和学习。E-mail:段中平 男，1962年出生，高级工程师，龙滩水电站监控系统联合开发小组成员、龙滩水电站综合部副主任，多年来一直从事自动控制专业的工作和学习。李镇江 男，1982年出生，助理工程师，龙滩水电站监控系统联合开发小组成员。温 柳 女，1980年出生，助理工程师，南京南瑞自动控制有限公司，一直从事自动控制专业的工作和学习。 Abstract The overall design principle and the structure of the

40、Computer monitoring system in Long-Tan hydroelectric power station as well as the major function and characteristics of its hardware and software are elaborated in the thesis.With the rapid advancement of computer science and network technology, computer monitoring system for hydroelectric power station is striving forward at incredible paces. Given the complexity of equipment control and the large scale of the operating system, an advanced, reliable computer monitoring system specializing in hydropower station is introdu