新疆新能发展有限责任公司841000
摘要：大山口水电厂计算机监控系统采用H9000系统，是新一代分布开放式水电站计算机监控系统，具有良好的可靠性、可扩充性和可移植性和强大的异机网络互联功能，为电站实现“无人值班（少人值守）”的目标提供了有力的保障。该系统运行稳定，为电厂的安全经济运行、远方集控打下良好的基础。
关键词：H9000；计算机监控系统；大山口水电厂；应用
大山口水电厂位于新疆开都河上游峡谷地带，装有4台单机容量为20MW混流式机组，设4台110KV主变压器，机组与主变压器采用单元接线。电厂计算机监控系统选用中国水利水电科学研究院自动化所开发的H9000系统，于2001年5月全部投运，与2012年升级改造为H90003.0系统。该系统投运以来，运行情况良好，实现了监控系统的数据采集和处理，实时控制和调节，安全运行监视，屏幕显示，数据通信，系统诊断等功能，为电厂的安全经济运行打下良好的基础，2012年的升级改造为水电站集控创造了条件，2013年实现了大山口一二级水电站梯级远方集控，实现了水电厂城市化管理。
1、监控系统总体结构
大山口水电厂H9000监控系统采用基于以太网络的全开放型、分层分布式结构控制系统方案，共分三层：集控层、厂站级主控制层以及现地控制单元层。
厂站级主控层设备包括两套双冗余、热备用的操作员工作站（兼主机）、一套工程师工作站、一套厂内通讯工作站、一套厂外通讯工作站、一套语音报警装置、二台打印机、一套GPS时钟同步系统及UPS电源等设备。2012年在升级改造中取消了下位机的通信计算机，取而代之的是一台触摸屏。增加了2台历史数据服务器及磁盘阵列，该服务器的增加为将来实现智能水电站平台提供充分的历史数据。
LCU主机与外部独立装置以通讯方式进行数据交换，每套LCU均是一套完整的计算机控制系统，与系统联网时，作为监控系统的一部分，实现系统指定的功能。在升级改造中取消了下位机计算机，增加了PLC网卡通讯模块，取消了8串口通讯设备，使用UC通讯机，采用485通讯接口与辅助设备通讯。
2、监控系统网络结构
大山口水电厂监控系统的厂站主控级与单元控制级采用100MB交换式以太网络总线连接，构成高可靠性的局域网络结构，通讯介质为光缆，具有较高传输速率和良好的抗电磁干扰能力。在新中控室、计算机房内采用屏蔽双绞线介质，有一台CiscoCatalyst2924交换机，构成100MB（10/100MB自适应）网络。Cisco2924交换机提供3.2Gbps的交换网，提供24路双绞线交换式以太网口，连接电厂主控级的各个计算机，另外还提供二块4路光端口模块，通过多膜光缆分别与各个现地控制单元LCU构成100MB交换式以太网。
3、系统特点
（1）采用开放系统结构和成熟、可靠、标准化的硬件、软件与网络结构，各计算机均采用开放的汉化操作系统UNIX或WindowNT，/XP/2000网络软件为TCP/IP，图形符合X/Window。（2）主要关键设备选用HPZ600Z400。（3）主要设备直接接入网络，可获得高速通讯能力和资源共享能力，PLC直接联以太网，可靠性高。（4）具有丰富的开发工具软件和通讯规约，系统维护扩充和联网通讯非常方便。（5）为确保可靠性，系统重要设备采用冗余技术。（6）系统功能分布，该系统网络上的每一个设备都有自己特定的功能，某个设备故障仅影响局部功能。（7）所有计算机在失电停机时，存储器无数据丢失，电源恢复时能自动重启。
4、系统功能
该系统的实施实现了大山口水电厂少人值守的目标，目前运行值班只有1至2个人，H9000是一套完整的实时控制系统，配备了完整的系统监控功能：（1）数据采集与处理。（2）综合计算。（3）安全运行监视及事件报警。（4）人机联系。（5）控制与调节。（6）生产统计记录。（7）运行日志与报表打印。（8）运行指导，包括开停机过程监视、设备操作指导、事故处理和恢复操作指导等。（9）操作票显示、编辑与打印。（10）系统通。（11）系统自诊断与自恢复。（12）系统数据库。（13）系统时钟同步。（14）防误操作功能。（15）系统的授权管理与功能分配。（16）现地控制单元（LCU）。
5、运行情况
大山口水电厂4台机组监控系统于2001年5月全部投运，运行十余年来，H9000计算机监控系统能够迅速、准确、有效地完成对本电厂被控对象的安全监视和控制，实现了数据采集与处理，实时控制和调节，安全运行监视，屏幕显示，数据通信，系统诊断等功能，为公司设备的安全稳定运行奠定了良好基础。最大的特点是稳定可靠，具有开放性，便于用户根据实际生产运行情况修改PLC程序、上位机数据库、人机界面等不断完善。
6、缺陷、异常及处理情况
大山口水电厂H9000计算机监控系统运行多年，也出现了一些缺陷、异常情况。
（1）上位机操作员A站当机，经检查系开关电源故障。处理情况：更换电源。在2012年升级改造中更换了所有计算机及服务器主机，操作系统由WindowsNt4.0升级为WindowsXP/2000。
（2）上位机操作员A、B站显示器运行多年，色彩失真，偶尔出现黑屏、闪烁现象。处理情况：将原显示器更换为大屏液晶显示器。
（3）上位机操作员站、现地LCU屏工控机长期不间断运行，主机及CPU风扇故障。处理情况：更换风扇。
（4）#1机现地LCU屏一体化工控机液晶屏、电源故障。处理情况：更换工控机，保留原硬盘。2012年升级改造取消了工控机，安装了触摸屏，大大降低了故障率。
（5）闸门LCU现地控制单元在改造前是一套独立的控制系统，出现过很多故障无法实现远程控制，在改造过程中将其升级为H90003.0系统的一个子站，更换了高精度的旋转编码器，实现了闸门远程精确控制。
（6）计算机监控系统UPS不间断电源运行多年，且受环境温度影响，电池损坏多个。处理情况：在继保室增加逆变电源屏，取消UPS不间断电源，改用逆变电源。
7、当前存在问题
大山口水电厂计算机监控系统投产至今运行已15年，虽然2012年进行过一次升级改造，但是还有一些设备已接近使用年限，比如GE9030PLC，厂家已不再生产，应考虑进一步升级改造，更换部分硬件。软件趋势分析和历史数据曲线查询分析功能有待完善。
结束语
H9000计算机监控系统在大山口水电厂的应用，不仅改善了电厂的运行环境，减轻了值班人员的劳动强度，而且大大提高了电厂的综合自动化水平，使电厂运行更加安全可靠、经济高效，实现了水电厂梯级集控，少人值守。
参考文献
［1］王德宽，等，H9000分布开放式水电厂计算机监控系统（J），水利水电技术，1996（5）.
［2］苑庆山，H9000计算机监控系统在西沟水电站的应用，黑龙江水利科技，2009（1）.
［3］张东木，H9000计算机监控系统在西沟水电站的应用，福建省永安贡川水电站有限公司，2013（1）.
作者简介：
宋光新（1974-），男，技师，国网新疆公司水电运检技术专家，现从事水电厂电气检修及自动化方面的工作。