計算機電氣監控系統特點與功能

文/沈辰楠 馬文新 李夢培 潘艷艷

自上世紀80年代末以來，我國的綜合自動化系統技術已經取得了長足的進步。隨著計算機技術與自動化技術的逐步成熟，電氣應用的工作效率得到了提升，其應用優勢已被越來越多大型設備電網設備公司所認可，這主要利益于計算機電氣自動化系統的應用。目前，大多數中國的大中型電站和新電站熱衷于在計算機電氣自動化監控系統設備中加大投資，說明我國的自動化系統已進入成熟發展階段。

1 電氣監控系統的現狀分析

1.1 通信數據的現狀情況

在電氣工程項目中，通信接口不準確的情況偶爾也會出現，通信設施缺少一定的通信可靠性，在實時性方面也存在著一些局限性，上述情況通常表現在以下地方：

（1）有許多ECS節點較多，分散性大，許多施工單位通常是分階段進行的，這極大的增加了系統的維護成本與售后服務成本。網絡建設框架的可發展空間有較高的標準；

（2）硬接線方法和通信方法得到不斷的優化與完善。

1.2 ECS接口的現狀情況

目前，我國大部分的DCS硬件都是進口設備，但在一定程度上進口DCS通信的開放性限制造成了ECS與DCS之間的接口的一些問題，并且在以下兩個地方表現：一方面是指在正常情況下，DCS系統是更側重于機爐控制，這是由于電氣自動化的控制受到了技術限制，因此它不能接受大量的來源于ECS數據；另一個方面是DCS系統的掃描周期相對快約為200MS，然而通訊周期，數據長度，信息量的多少對通信的實時性都有一定的影響，于是ECS通信速率是不穩定的。

1.3 電氣聯鎖的現狀情況

當操作運行時，會涉及許多聯鎖回路的情形。雖然支撐聯鎖反應的原理比較簡單，但是因為計算機控制下的電氣本身的操作是復雜的，并且通信狀態不是特別穩定，這可能導致通信中斷的問題，導致聯鎖的故障。因此，在選擇通訊聯鎖的過程中，它們大多是“硬連線”模式。

1.4 系統接入的現狀情況

電氣監控管理系統還沒有明確的國家規范和行業標準進行定義與參考。在市場的發展過程中存在著一些問題，這不利于電氣監控管理系統的長期穩定發展，這對計算機電氣控制系統的應用有一定的影響。

2 計算機電氣監控系統功能實現

應用計算機電氣監控系統，可以實現這樣的優點：

（1）應用計算機電氣監控系統可以實現數據交換，能夠讓硬接線信號進行數據化處理，變成計算機應用處理數據，其數據量比較大，通訊方式靈活，可以讓電氣維護工作人員進行電腦前的管理與檢查，可以發現設備的詳細運行情況；

（2）電氣設備的二次保護與運行測控工作，需要應用計算機電氣監控系統，這樣能夠做到分層布控，保護設備穩定運行；

（3）電氣系統應用計算機數據處理功能，可減少DCS硬件的維護與保養，減少其運行負擔；

（4）應用計算機電氣控制系統，可讓電氣系統自動運行，減少人工人力支出，可有效地實現電氣信息化、自動化，提高了管理效率。

當然，其實現還需要相關功能的支持，以下將進行詳細介紹。

2.1 計算機電氣監控系統中的人機接口

計算機電氣監控系統提供強大的、簡潔的圖形系統，該系統可以顯示各種形式，例如圖形圖像、曲線、趨勢圖等，計算機電氣監控系統支持圖像漫游，無級變倍等的系統信息，并實現CRT圖像任意的窗戶的硬拷貝功能。并支持實時報警在線打印以及圖形在線打印。運行人員可通過鼠標或鍵盤選擇和召喚畫面顯示，可同時顯示多幅畫面。

2.2 計算機電氣監控系統中的數據采集與處理

計算機電氣監控系統定期收集諸如實時模擬量、狀態量（開關量）、脈沖數量（電氣測量）等信息，這些數據由每個LCU收集，如發電機、計算機公共控制系統、升壓站，由調度中心自動接收或發出信息，可供查詢或調整指令控制。自動接收其他系統（MIS系統等）以及其他自動化裝置（諸如勵磁、調速器等）的數據信息。數據預處理講究合法性，需要進行合理性的判斷，通過軟件濾波，輸入誤差補償、縮放、轉換等，進行數據還原或格式化開入量還包括輸入硬件防抖濾波和軟件抗干擾濾波。如圖1所示。

2.3 計算機電氣監控系統的事件與報警處理功能

圖1：計算機電氣監控系統中的數據采集與處理系統

報警處理分為事故報警和警告報警模式。前者包括斷路器跳閘而造成非操作保護裝置動作的信號。后者包括一般設備變位、狀態異常信息、模擬量越限/復限、計算機站控系統的各個部件、間隔層單元的狀態異常等。報警信息包括設備名稱、設備異常狀態、報警發生時間（年、月、日、時、分、秒、毫秒）。報警輸出支持音響和語音，可由用戶靈活設置，同時啟動事件打印輸出功能。

2.4 計算機電氣監控系統的系統自診斷自恢復功能

計算機電氣監控系統具有自診斷功能，可實時監控整個系統的硬件和軟件的穩定運行。如果關鍵進程遇到阻力或終止某種原因，系統的自我恢復功能可以阻止失控和死鎖的相關程序，并自動返回到原來的正常狀態。

3 總結

目前，大、中型供電企業紛紛采取節能經濟行動，作為他們創造更大的利潤的手段。許多電力企業已經投資建設或改造全廠計算機監控系統，基本實現發電的自動化控制，這得益于計算機技術的發展，這也取得了可觀的經濟效益。因此，優化計算機電氣監控系統的應用，可以提高大型企業的電機組的負荷分配水平，從而保證了電力企業的經營的安全性和綜合效益。