1.概述
象山水電站位于黑龍江省黑河市，電站裝機(jī)容量為3×6MW，1996年設(shè)計(jì)時(shí)以計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主，常規(guī)控制為輔，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組部分的監(jiān)控，開(kāi)關(guān)站以及公用輔助設(shè)備未考慮在內(nèi)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能不十分完善同時(shí)由于設(shè)備都已進(jìn)入老化期，設(shè)備陳舊技術(shù)落后為電站的管理和維護(hù)，以及系統(tǒng)的正常運(yùn)行都帶來(lái)隱患。為保證電站的正常運(yùn)行，提高電站的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，因此對(duì)電廠現(xiàn)行的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行全面的技術(shù)改造。
電站新的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)按“無(wú)人值班”（少人值守）運(yùn)行方式設(shè)計(jì)。采用北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)公司的H9000水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)采用全分布開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由電站控制中心系統(tǒng)和現(xiàn)地控制單元等組成。系統(tǒng)采用最新的計(jì)算機(jī)硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，全站按全計(jì)算機(jī)監(jiān)控進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)配置，達(dá)到國(guó)內(nèi)同類型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)先進(jìn)水平，系統(tǒng)投入運(yùn)行后，使全站運(yùn)行管理達(dá)到無(wú)人值班（少人職守）。系統(tǒng)高度可靠，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到部頒DL/T578-95《水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》及DL/T5065-1999《水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的要求，選擇較高的MTBF指標(biāo)，從部件、單機(jī)和系統(tǒng)多層次保證高可靠性要求。系統(tǒng)配置和設(shè)備選型應(yīng)符合計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，硬件、軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，以便于硬件設(shè)備的擴(kuò)充，又可適應(yīng)功能的增加和 系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展。實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)電站的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。人機(jī)接口功能強(qiáng)，操作控制簡(jiǎn)潔、方便、靈活。在保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性等技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具有可維護(hù)性好，保證較小的MTTR指標(biāo)。
2.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置
電站以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)。電站設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和控制在中控室的操作員工作站上進(jìn)行，同時(shí)也可在各LCU上通過(guò)觸摸屏和開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)其所控設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)視和控制。機(jī)組單元及開(kāi)關(guān)站/公用單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接并接受其監(jiān)控，同時(shí)在這些系統(tǒng)的現(xiàn)地控制柜上設(shè)有控制開(kāi)關(guān)以及操作按鈕，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的現(xiàn)地監(jiān)控。
系統(tǒng)包括系統(tǒng)主機(jī)兼操作員工作站、辦公樓監(jiān)視終端、通訊服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、GPS 時(shí)鐘、打印機(jī)等
現(xiàn)地控制單元（LCU）包括三套機(jī)組LCU （LCU1-LCU3）、一套開(kāi)關(guān)站及公用設(shè)備LCU （LCU4） 、一套小機(jī)LCU （LCU5）。 LCU完成對(duì)監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理及與其它電站設(shè)備的通訊，負(fù)責(zé)向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)信息，并自動(dòng)服從調(diào)度層上位機(jī)的命令和管理。同時(shí)各LCU也具有控制、調(diào)節(jié)操作和監(jiān)視功能，配備有本地操作按鈕和指示元件，當(dāng)與上位機(jī)系統(tǒng)脫機(jī)時(shí)，仍具有必要的監(jiān)視和控制功能。LCU采用PLC直接上以太網(wǎng)的方案。
現(xiàn)地控制單元包括：可編程序控制器、現(xiàn)地人機(jī)接口、同期裝置、交流采樣設(shè)備、轉(zhuǎn)速裝置及多功能電度表、嵌入式通信控制器、溫度采集設(shè)備、電源、機(jī)柜、繼電器及按鈕開(kāi)關(guān)、光字等
LCU可編程序控制器完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及設(shè)備的調(diào)節(jié)與控制（包括順控）。控制器不僅實(shí)時(shí)性指標(biāo)高，還應(yīng)具有可靠性高等特點(diǎn)。LCU采用BITC MX9300系列PLC。該系列PLC針對(duì)水電需求，由BITC與惠朋公司（VIPA GmbH）聯(lián)合設(shè)計(jì)，在德國(guó)加工生產(chǎn)。
各LCU 的PLC配置的I/O點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)數(shù)如下：
LCU單元 機(jī)組（1－3） 開(kāi)關(guān)站及公用 小機(jī)
開(kāi)關(guān)量輸入（DI+PI） 128 192 32
開(kāi)關(guān)量輸入（SOE） 64 64 32
溫度量（RTD） 24 8 8
開(kāi)關(guān)量輸出（DO） 128 128 64
模擬量輸入（AI）4～20MA 16 40 8
