摘要：目前國內(nèi)一大批水利水電工程已建成投入運營或正在建設(shè)中，隨著水電站無人值班（少人值守）和在線監(jiān)測、故障診斷及狀態(tài)檢修工作的不斷深入開展，對水電站基礎(chǔ)自動化的發(fā)展提出了新的要求，為基礎(chǔ)自動化推廣應(yīng)用開辟了廣闊的空間。 基礎(chǔ)自動化承擔水電站機組和輔機設(shè)備正常運行狀態(tài)的監(jiān)視和測量，HMI就是測量和監(jiān)視數(shù)據(jù)的主要工具，本文主要介紹的水利水電行業(yè)的系統(tǒng)的原件和HMI在里面的作用，還有就是的HMI的界面的設(shè)備的方法和具體內(nèi)容。在最后為大家介紹的是WEINVIEW的HMI的在此行業(yè)核心特別功能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控VNC。

關(guān)鍵詞：水電站，自動控制，HMI，WEINVIEW，智能化

Abstract: at present, a large number of domestic water conservancy and hydropower project has been completed and put into operation or under construction, along with the mode of hydropower plants ( few people on duty ) and online monitoring, fault diagnosis and condition based maintenance of the continuous deepening of the work carried out, the hydropower plant basic automation development raised new requirement, for basic automation application open up wide space. Basic automation for hydropower plant and auxiliary equipment normal running state monitoring and measuring, monitoring and measuring data of HMI is the main tool, this paper mainly introduces the water conservancy and hydropower industry system and the original HMI on the inside of the role, there is the HMI interface equipment method and concrete content. In the final to introduce the WEINVIEW HMI in this industry core special function network monitoring VNC.

Key words: hydropower plant, automatic control, HMI, WEINVIEW, intelligent

      隨著水電站無人值班（少人值守）和在線監(jiān)測、故障診斷及狀態(tài)檢修工作的不斷深入開展，以及電力體制的改革，對水電站基礎(chǔ)自動化的發(fā)展提出了新的要求，同時計算機技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的飛速發(fā)展給水電站自動化系統(tǒng)無論在結(jié)構(gòu)上還是功能上，都提供了一個廣闊的發(fā)展空間。水電站自動化系統(tǒng)應(yīng)該成為一個集計算機、控制、網(wǎng)絡(luò)以及多媒體為一體的綜合系統(tǒng)。本文就WEINVIEW的HMI在水電站微機監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用作些探討。

      目前，水電站自動化系統(tǒng)大多取消或簡化常規(guī)控制手段，采用全計算機監(jiān)控系統(tǒng)。一般采用全分布、開放式結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)通常可以分成兩大部分，一是對全廠設(shè)備進行集中控制的部分，稱之為廠級或廠站級監(jiān)控系統(tǒng)；另一部分是位于水輪發(fā)電機層、開關(guān)站等設(shè)備附近的控制部分，稱為現(xiàn)地控制系統(tǒng)?，F(xiàn)地控制系統(tǒng)的主要組成部分就是現(xiàn)地控制單元LCU（LocalControlUnit）。

其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

圖1 水電站自動化系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)圖

      WEINVIEW HMI主要是應(yīng)用在現(xiàn)地控制單元。在這個單元中，觸摸屏作為HMI人機界面，通過與智能控制器PLC通訊，監(jiān)控現(xiàn)場的模擬量采集裝置、開關(guān)量輸入輸出板、自動同期裝置、溫度巡檢裝置等。

圖2 現(xiàn)地控制單元實物照片

      在此案例中，HMI采用WEINVIEW的15英寸彩色液晶觸摸屏MT8150X，具備以下特性：

l  高速500MHz CISC CPU，數(shù)據(jù)處理快，支持多媒體音視頻處理；

l  高分辨率15寸液晶顯示，高亮度、寬視角；

l  觸控面板高靈敏度、高精度；可至少連續(xù)觸控10萬次；

l  內(nèi)置電源隔離保護器，保證了在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性；

l  支持VNC和EasyAccess遠程監(jiān)控功能；廠級控制和現(xiàn)地控制更好融合；

l  大容量存儲空間，記錄事件記錄和模擬量的趨勢圖，極大的方便的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄要求和數(shù)據(jù)變化的隨時的監(jiān)控。

      本系統(tǒng)的HMI MT8150X，采用EasyBuilder8000組態(tài)軟件進行畫面的設(shè)計，以及和PLC控制器的通訊組態(tài)，簡便使用。

      圖3為HMI的軟件編程，左邊的目錄樹，進行窗口選擇，和每個窗口上的元件地址；右邊地址檢視，方便查看到HMI內(nèi)部或PLC寄存器的使用情況和窗口分布；

圖3 EasyBuilder8000軟件編程

 

      根據(jù)現(xiàn)地控制系統(tǒng)的要求，HMI的畫面至少要實現(xiàn)4個功能：

n  開機與停機的流程監(jiān)控

n  P/Q有功無功調(diào)節(jié)控制與附屬設(shè)備控制

n  開出量、事故、故障、開入量狀態(tài)顯示

n  模擬量監(jiān)視

實現(xiàn)效果如以下圖所示

 

圖4  站1現(xiàn)地控制單元的HMI主畫面

 

      這是HMI的系統(tǒng)主畫面，可以很清晰的看到整個系統(tǒng)的組成部分，也可以方便的使用功能鍵跳轉(zhuǎn)到每個部分的頁面。

圖5  開機流程圖

 

 

圖6  停機流程圖

 

 

圖7  P/Q有功無功調(diào)節(jié)控制

 

 

圖8  附屬設(shè)備控制

 

圖9  開出量、事故、故障、開入量狀態(tài)顯示

圖10  模擬量監(jiān)視

      VNC (Virtual Network Computing)是虛擬網(wǎng)絡(luò)計算機的縮寫，是一種優(yōu)秀的遠程控制工具。VNC由客戶端(vncviewer)和服務(wù)器(vncserver)組成。

      WEINVIEW HMI就相當于一個VNC服務(wù)器。HMI的顯示畫面通過以太網(wǎng)同步顯示到客戶端，客戶端可以遠程監(jiān)視控制HMI；類似于計算機的遠程桌面，比如QQ等即時通訊軟件的遠程協(xié)助。

      客戶端可以使用：PC VNC軟件（如VNC Viwer），IE、Firefox等瀏覽器輕客戶端、手機VNC軟件（iOS、Anaroad等支持）。

圖11  VNC遠程監(jiān)控功能示意圖

 

      在水電站現(xiàn)地控制系統(tǒng)里面，每個站點有多個機柜，每個機柜上都放置了HMI，作為現(xiàn)場監(jiān)控。WEINVIEW HMI具備的VNC遠程監(jiān)控功能，使得用戶在廠級控制系統(tǒng)中的總控制室，就可以通過以太網(wǎng)遠程查看控制HMI的畫面，同步操作，實現(xiàn)對廠級控制系統(tǒng)和現(xiàn)地控制單元的結(jié)合，達到現(xiàn)場無人值守，省力有效。

 

      以PC端客戶端操作為例，介紹步驟：

1、打開VNC Viwer客戶端，輸入HMI的IP地址，譬如是192.168.1.100。

2、然后輸入密碼。

      回車后，即可將該HMI的畫面在該計算機上顯示，就如你在HMI面前一樣。如下圖所示。此時，使用鼠標也可以操作該HMI畫面上的物件。

  

      此水電站自動化現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)采用WEINVIEW  MT8150X HMI，已被國內(nèi)幾個大中型水電站所采用。而且在這個行業(yè)的龍頭OEM企業(yè)在成為設(shè)備的標準配置，從系統(tǒng)運行情況來看，在各種方式下設(shè)備操作正確無誤，數(shù)據(jù)采集與通訊正常，系統(tǒng)可靠性高，上位機監(jiān)控也很正常，各項性能滿足水電站自動化系統(tǒng)的要求。

      特別是WEINVIEW的MT8150X的HMI的強大的監(jiān)控和控制功能，高端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用VNC功能不僅為水電站的運行、維護減少了工作量及生產(chǎn)成本，為實現(xiàn)現(xiàn)代化水電站“無人值班”(少人值守)的運行管理模式創(chuàng)造了條件。而且讓水電站的的自動化更加的完善，方便。