中小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù).doc

中小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)國電大寨水力發(fā)電廠陳建克摘要：隨著計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)在中小水電站的廣泛應(yīng)用，如何作好計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作，對保障電站安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。本文就如何作好中小型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)談幾點(diǎn)看法，供大家探討.。一、 系統(tǒng)安全與健康1、網(wǎng)絡(luò)安全健康的必要性計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由于工作的特殊性，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，采集處理信息較多，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全對水電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義，為了杜絕監(jiān)控計(jì)算機(jī)感染病毒導(dǎo)致生產(chǎn)失控事件的發(fā)生，必須有一套完善的網(wǎng)絡(luò)安全保障系統(tǒng)，確保計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)已逐步取代傳統(tǒng)的電磁繼電監(jiān)視控制方式，正成為中小水電站的主流監(jiān)視控制方式，肩負(fù)著水電站主輔設(shè)備的控制和監(jiān)視任務(wù)，對電站安全穩(wěn)定運(yùn)行有著至觀重要的作用，因此做好計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)工作意義重大。2、我廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)目前仍屬于采用Internet技術(shù)TCP/IP協(xié)議構(gòu)建的具有較高獨(dú)立性的生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)視控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由兩臺操作員站、一臺通信工作站、一臺工程師站和七臺現(xiàn)地控制站組成。由于生產(chǎn)工作需要，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和上級調(diào)度部門有緊密的聯(lián)系，系統(tǒng)不僅要準(zhǔn)確可靠的向調(diào)度發(fā)送大量生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而且還要接受調(diào)度端下發(fā)的各種控制指令，目前我們是通過串口通信的方式將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與中調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)，并具有自動(dòng)發(fā)電控制功能（AGC）。由于工作的需要，現(xiàn)又將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)緊密連接在一起，并將生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳至MIS系統(tǒng)。3、在維護(hù)工作中我們具體從以下幾個(gè)方面作好計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)工作：3.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理3.1.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)安裝防火墻軟件，防火墻軟件要不斷更新和升級，防止黑客入侵。3.1.2要定期對監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（計(jì)算機(jī)）進(jìn)行殺毒處理。3.1.3構(gòu)成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的操作員站（OP1、OP2），工程師站（ENGANER），通信工作站（COM）是網(wǎng)絡(luò)安全的薄弱環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)防病毒通過它們引入監(jiān)控系統(tǒng)。3.1.4與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)直接通信相連的專用設(shè)備（微機(jī)調(diào)速器、微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）是網(wǎng)絡(luò)安全的又一薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)做好專用設(shè)備防病毒工作，專用設(shè)備調(diào)試時(shí)應(yīng)使用無病毒PC機(jī)進(jìn)行，嚴(yán)禁將病毒帶入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。3.1.5使用PC機(jī)進(jìn)行PLC現(xiàn)場調(diào)試時(shí)，應(yīng)確保PC機(jī)不帶病毒，嚴(yán)防病毒通過現(xiàn)地工作站進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。3.1.6要密切關(guān)注其他網(wǎng)絡(luò)專用設(shè)備（直流屏、電度表數(shù)采器、溫度巡測儀、副機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、測控裝置）的運(yùn)行情況，防止通過它們感染病毒。3.1.7在更換專用設(shè)備（微機(jī)調(diào)速器、微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等）程序芯片時(shí)，應(yīng)保證芯片不帶病毒，嚴(yán)禁將病毒帶入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。3.2監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)3.2.1對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全意識教育，提高專業(yè)人員安全防范意識。3.2.2建立計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)使用權(quán)限管理制度，系統(tǒng)設(shè)置一名享有所有權(quán)限的超級用戶（系統(tǒng)管理員），為每個(gè)維護(hù)員建立一個(gè)用戶名，配置若干個(gè)具有操作權(quán)限的值班員用戶，以方便運(yùn)行人員對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和操作。3.2.3要加強(qiáng)用戶權(quán)限管理，每半年更換一次密碼，密碼由系統(tǒng)管理員（超級用戶）登記并存檔管理。3.2.4建立監(jiān)控系統(tǒng)光驅(qū)、軟驅(qū)使用登記制度，嚴(yán)禁將攜帶病毒的光盤或軟盤拿到監(jiān)控系統(tǒng)上使用。3.2.5建立計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試、維護(hù)和使用登記制度。凡對系統(tǒng)中的功能、參數(shù)、程序（流程）、圖形、數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行修改時(shí)，均應(yīng)做好詳細(xì)記錄，注明變動(dòng)原因、內(nèi)容時(shí)間等。3.2.6在使用刻錄機(jī)備份歷史數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)使用全新光盤，并做好備份記錄，防止病毒通過刻錄機(jī)進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。3.2.7監(jiān)控系統(tǒng)不與互聯(lián)網(wǎng)相連，要嚴(yán)格限制電子郵件的使用。3.3應(yīng)急處理3.3.1制定計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)故障應(yīng)急處理方案，對重要數(shù)據(jù)軟件作好備份并妥善保管（NT操作系統(tǒng)、Ec2000系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等）。3.3.2編制系統(tǒng)故障時(shí)重裝（恢復(fù)）辦法，從而縮短故障恢復(fù)時(shí)間，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。二、 電源可靠性維護(hù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般采用獨(dú)立的供電系統(tǒng)，即采用在線式的不間斷電源（正弦波逆變電源或UPS）供電，其直流電源由廠用蓄電池供電，交流電源分別取自廠用兩段經(jīng)自動(dòng)切換裝置向逆變電源供電。由于不間斷電源內(nèi)部的穩(wěn)壓和逆變隔離作用，不但減少電網(wǎng)及其它電站設(shè)備對控制系統(tǒng)的影響，同時(shí)使監(jiān)控系統(tǒng)在電路上形成獨(dú)立回路，可以保證一點(diǎn)接地，降低了不等電位干擾。采用監(jiān)控系統(tǒng)采用不間斷電源供電，其輸入側(cè)交、直流電源工作異常情況不容易被發(fā)現(xiàn)（運(yùn)行中曾出現(xiàn)僅有交流或直流供電的情況），因此，要經(jīng)常關(guān)注不間斷電源輸入側(cè)供電情況，定期檢查直流電源的質(zhì)量和可靠性，檢查雙路交流電源質(zhì)量是否合格及其自動(dòng)切換裝置工作是否可靠，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)采取措施加以解決，確實(shí)保障計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)工作電源連續(xù)可靠。三、數(shù)據(jù)采集和處理在水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集主要是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場過程和系統(tǒng)有關(guān)環(huán)境的監(jiān)視和控制信號的收集、處理和傳輸。系統(tǒng)所含數(shù)據(jù)主要由模擬量和開關(guān)量兩大類，無論是模擬量還是開關(guān)量，其采樣的準(zhǔn)確性、可靠性和實(shí)時(shí)性對監(jiān)控系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)都將產(chǎn)生直接的影響。為提高監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視的準(zhǔn)確性和控制的可靠性，設(shè)備運(yùn)行中常常需要進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)通道檢測。由于系統(tǒng)的模擬量測量距離較遠(yuǎn)，如集水井水位、蝸殼壓力等，信號傳輸?shù)木嚯x損耗就不能忽視。如果采用電壓輸入，線路損耗較大，并且容易受感應(yīng)電壓的干擾。系統(tǒng)一般采用420mA的電流環(huán)輸入，就能克服以上弊端，而且傳輸距離可以大大加長。為保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采樣的準(zhǔn)確性，專業(yè)人員應(yīng)采用通道測試儀器定期對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)模擬量通道進(jìn)行檢查、測試，確實(shí)保障系統(tǒng)輸入、輸出通道的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)程要求。對變送器（傳感器）及其工作電源，連接電纜也應(yīng)定期進(jìn)行檢查，對性能不合格的變送器（傳感器）應(yīng)及時(shí)更換處理。測試計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通道準(zhǔn)確性時(shí)，一般應(yīng)從變送器安裝位置加入標(biāo)準(zhǔn)量模擬電壓或電流信號，從而保證通道檢驗(yàn)的完整性，應(yīng)避免從計(jì)算機(jī)監(jiān)控盤柜端子處通入標(biāo)準(zhǔn)量模擬電壓或電流信號進(jìn)行通道檢驗(yàn)。三、 開關(guān)量輸入輸出部分的維護(hù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)隔離措施開關(guān)量輸入輸出部分一般都設(shè)計(jì)有完善的隔離措施。為克服外圍系統(tǒng)對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的影響，在電站監(jiān)控系統(tǒng)中，比較多地采用隔離技術(shù)，如常見的輸入輸出采用中間繼電器。此外系統(tǒng)還采用了光電隔離技術(shù)，如在大量的開關(guān)量輸入回路都采用光電耦合，使回路具備更高的抗干擾性能。為提高計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)控制的可靠性，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)輸出繼電器大都安裝電阻二極管吸收電路。由于繼電器是電感性元件，繼電器的分合會造成很大的電磁干擾，因此，可在繼電器兩端采用RD吸收回路，或簡單地采用二極管鉗位電路（如圖1所示）。當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí)，線圈L流過電流為IL=Vcc/R；當(dāng)開關(guān)K由閉合至斷開時(shí)，若無二極管D，IL電流不能形成續(xù)流回路，線圈儲藏的電能會轉(zhuǎn)化為高壓電勢，即B點(diǎn)電壓很低，或UAB極高，不僅會損壞開關(guān)，而且將產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，通過電源回路串入其它控制設(shè)備。加入二極管D則起到IL的續(xù)流作用，開關(guān)K兩端的電壓被鉗位在Vcc，B點(diǎn)電壓基本保持在零電位（續(xù)流時(shí)B點(diǎn)電壓為二極管的正向?qū)▔航导s-0.7V），有效地抑制了IL產(chǎn)生的負(fù)壓對電源的干擾，降低了電磁開關(guān)分合對其它輸入輸出信號的影響。 K A IL ZJ B D R 圖1維護(hù)工作中多發(fā)生續(xù)流二極管反向擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致直流控制回路短路而且影響監(jiān)控系統(tǒng)控制的可靠性，因此，應(yīng)該選擇反向電壓較高，性能穩(wěn)定的二極管進(jìn)行替換，例外還應(yīng)注意續(xù)流電阻的功率是否滿足運(yùn)行需要。五、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件維護(hù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)一般由系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造商進(jìn)行開發(fā)。為提高系統(tǒng)的可靠性，監(jiān)控系統(tǒng)軟件大多采取模塊化軟件設(shè)計(jì)，形成固定的、可靠的軟件模塊，再根據(jù)現(xiàn)場的不同需要，設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件生成相應(yīng)軟件的方法，即組態(tài)軟件（基本測點(diǎn)組態(tài)、對象庫組態(tài)、數(shù)據(jù)庫組態(tài)）。同時(shí)采用了容錯(cuò)設(shè)計(jì)及軟件濾波等方法，在監(jiān)控軟件中加入自動(dòng)出錯(cuò)處理，過濾操作員的錯(cuò)誤輸入，自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)級錯(cuò)誤，保證軟件系統(tǒng)的持續(xù)可靠運(yùn)行。例外通過設(shè)置錯(cuò)誤陷阱，自動(dòng)捕捉錯(cuò)誤，還可以自動(dòng)報(bào)告和排錯(cuò)提示，極大地提高了軟件可靠性和糾錯(cuò)能力；為防止系統(tǒng)輸入輸出端接點(diǎn)信號的防抖動(dòng)現(xiàn)象，對模擬量進(jìn)行數(shù)字濾波處理，常見的有平均法、加權(quán)法。這樣就可以最大限度地排除軟件錯(cuò)誤，克服人為因素，實(shí)現(xiàn)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，從而大大提高了軟件的可靠性。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試投運(yùn)后，運(yùn)行維護(hù)單位一般不對系統(tǒng)軟件做大的更改，最常做的工作是圍繞監(jiān)控對象進(jìn)行I/O模件組態(tài)、數(shù)據(jù)庫組態(tài)、顯示畫面組態(tài)等，此外還經(jīng)常對運(yùn)行設(shè)備的超限、報(bào)警等參數(shù)進(jìn)行重新整定。為保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，維護(hù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)規(guī)定，認(rèn)真作好系統(tǒng)維護(hù)、更改和檢驗(yàn)調(diào)試記錄，定期進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)備份處理，建立系統(tǒng)運(yùn)行檔案，考慮必要的備品備件以供發(fā)生事