摘要：目前國(guó)內(nèi)一大批水利水電工程已建成投入運(yùn)營(yíng)或正在建設(shè)中，隨著水電站無(wú)人值班（少人值守）和在線監(jiān)測(cè)、故障診斷及狀態(tài)檢修工作的不斷深入開(kāi)展，對(duì)水電站基礎(chǔ)自動(dòng)化的發(fā)展提出了新的要求，為基礎(chǔ)自動(dòng)化推廣應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的空間。 基礎(chǔ)自動(dòng)化承擔(dān)水電站機(jī)組和輔機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和測(cè)量，HMI就是測(cè)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(dòng)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(wú)人值班（少人值守）和在線監(jiān)測(cè)、故障診斷及狀態(tài)檢修工作的不斷深入開(kāi)展，以及電力體制的改革，對(duì)水電站基礎(chǔ)自動(dòng)化的發(fā)展提出了新的要求，同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的飛速發(fā)展給水電站自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)論在結(jié)構(gòu)上還是功能上，都提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。水電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該成為一個(gè)集計(jì)算機(jī)、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(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用作些探討。

      目前，水電站自動(dòng)化系統(tǒng)大多取消或簡(jiǎn)化常規(guī)控制手段，采用全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。一般采用全分布、開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)通?？梢苑殖蓛纱蟛糠?，一是對(duì)全廠設(shè)備進(jìn)行集中控制的部分，稱(chēng)之為廠級(jí)或廠站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)；另一部分是位于水輪發(fā)電機(jī)層、開(kāi)關(guān)站等設(shè)備附近的控制部分，稱(chēng)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(dòng)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(gè)單元中，觸摸屏作為HMI人機(jī)界面，通過(guò)與智能控制器PLC通訊，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的模擬量采集裝置、開(kāi)關(guān)量輸入輸出板、自動(dòng)同期裝置、溫度巡檢裝置等。

圖2 現(xiàn)地控制單元實(shí)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(wàn)次；

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

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

l  大容量存儲(chǔ)空間，記錄事件記錄和模擬量的趨勢(shì)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(shí)的監(jiān)控。

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

      圖3為HMI的軟件編程，左邊的目錄樹(shù)，進(jìn)行窗口選擇，和每個(gè)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(huà)面至少要實(shí)現(xiàn)4個(gè)功能：

n  開(kāi)機(jī)與停機(jī)的流程監(jiān)控

n  P/Q有功無(wú)功調(diào)節(jié)控制與附屬設(shè)備控制

n  開(kāi)出量、事故、故障、開(kāi)入量狀態(tài)顯示

n  模擬量監(jiān)視

實(shí)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(huà)面

 

      這是HMI的系統(tǒng)主畫(huà)面，可以很清晰的看到整個(gè)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(gè)部分的頁(yè)面。

圖5  開(kāi)機(jī)流程圖

 

 

圖6  停機(jī)流程圖

 

 

圖7  P/Q有功無(wú)功調(diào)節(jié)控制

 

 

圖8  附屬設(shè)備控制

 

圖9  開(kāi)出量、事故、故障、開(kāi)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(jì)算機(jī)的縮寫(xiě)，是一種優(yōu)秀的遠(yuǎn)程控制工具。VNC由客戶端(vncviewer)和服務(wù)器(vncserver)組成。

      WEINVIEW HMI就相當(dāng)于一個(gè)VNC服務(wù)器。HMI的顯示畫(huà)面通過(guò)以太網(wǎng)同步顯示到客戶端，客戶端可以遠(yuǎn)程監(jiān)視控制HMI；類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程桌面，比如QQ等即時(shí)通訊軟件的遠(yuǎn)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(jī)VNC軟件（iOS、Anaroad等支持）。

圖11  VNC遠(yuǎn)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(gè)站點(diǎn)有多個(gè)機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜上都放置了HMI，作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。WEINVIEW HMI具備的VNC遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，使得用戶在廠級(jí)控制系統(tǒng)中的總控制室，就可以通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程查看控制HMI的畫(huà)面，同步操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠級(jí)控制系統(tǒng)和現(xiàn)地控制單元的結(jié)合，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守，省力有效。

 

      以PC端客戶端操作為例，介紹步驟：

1、打開(kāi)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(chē)后，即可將該HMI的畫(huà)面在該計(jì)算機(jī)上顯示，就如你在HMI面前一樣。如下圖所示。此時(shí)，使用鼠標(biāo)也可以操作該HMI畫(huà)面上的物件。

  

      此水電站自動(dòng)化現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)采用WEINVIEW  MT8150X HMI，已被國(guó)內(nèi)幾個(gè)大中型水電站所采用。而且在這個(gè)行業(yè)的龍頭OEM企業(yè)在成為設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置，從系統(tǒng)運(yùn)行情況來(lái)看，在各種方式下設(shè)備操作正確無(wú)誤，數(shù)據(jù)采集與通訊正常，系統(tǒng)可靠性高，上位機(jī)監(jiān)控也很正常，各項(xiàng)性能滿足水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。

      特別是WEINVIEW的MT8150X的HMI的強(qiáng)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(yùn)行、維護(hù)減少了工作量及生產(chǎn)成本，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化水電站“無(wú)人值班”(少人值守)的運(yùn)行管理模式創(chuàng)造了條件。而且讓水電站的的自動(dòng)化更加的完善，方便。