计算机电气监控系统特点与功能

文/沈辰楠 马文新 李梦培 潘艳艳

自上世纪80年代末以来，我国的综合自动化系统技术已经取得了长足的进步。随着计算机技术与自动化技术的逐步成熟，电气应用的工作效率得到了提升，其应用优势已被越来越多大型设备电网设备公司所认可，这主要利益于计算机电气自动化系统的应用。目前，大多数中国的大中型电站和新电站热衷于在计算机电气自动化监控系统设备中加大投资，说明我国的自动化系统已进入成熟发展阶段。

1 电气监控系统的现状分析

1.1 通信数据的现状情况

在电气工程项目中，通信接口不准确的情况偶尔也会出现，通信设施缺少一定的通信可靠性，在实时性方面也存在着一些局限性，上述情况通常表现在以下地方：

（1）有许多ECS节点较多，分散性大，许多施工单位通常是分阶段进行的，这极大的增加了系统的维护成本与售后服务成本。网络建设框架的可发展空间有较高的标准；

（2）硬接线方法和通信方法得到不断的优化与完善。

1.2 ECS接口的现状情况

目前，我国大部分的DCS硬件都是进口设备，但在一定程度上进口DCS通信的开放性限制造成了ECS与DCS之间的接口的一些问题，并且在以下两个地方表现：一方面是指在正常情况下，DCS系统是更侧重于机炉控制，这是由于电气自动化的控制受到了技术限制，因此它不能接受大量的来源于ECS数据；另一个方面是DCS系统的扫描周期相对快约为200MS，然而通讯周期，数据长度，信息量的多少对通信的实时性都有一定的影响，于是ECS通信速率是不稳定的。

1.3 电气联锁的现状情况

当操作运行时，会涉及许多联锁回路的情形。虽然支撑联锁反应的原理比较简单，但是因为计算机控制下的电气本身的操作是复杂的，并且通信状态不是特别稳定，这可能导致通信中断的问题，导致联锁的故障。因此，在选择通讯联锁的过程中，它们大多是“硬连线”模式。

1.4 系统接入的现状情况

电气监控管理系统还没有明确的国家规范和行业标准进行定义与参考。在市场的发展过程中存在着一些问题，这不利于电气监控管理系统的长期稳定发展，这对计算机电气控制系统的应用有一定的影响。

2 计算机电气监控系统功能实现

应用计算机电气监控系统，可以实现这样的优点：

（1）应用计算机电气监控系统可以实现数据交换，能够让硬接线信号进行数据化处理，变成计算机应用处理数据，其数据量比较大，通讯方式灵活，可以让电气维护工作人员进行电脑前的管理与检查，可以发现设备的详细运行情况；

（2）电气设备的二次保护与运行测控工作，需要应用计算机电气监控系统，这样能够做到分层布控，保护设备稳定运行；

（3）电气系统应用计算机数据处理功能，可减少DCS硬件的维护与保养，减少其运行负担；

（4）应用计算机电气控制系统，可让电气系统自动运行，减少人工人力支出，可有效地实现电气信息化、自动化，提高了管理效率。

当然，其实现还需要相关功能的支持，以下将进行详细介绍。

2.1 计算机电气监控系统中的人机接口

计算机电气监控系统提供强大的、简洁的图形系统，该系统可以显示各种形式，例如图形图像、曲线、趋势图等，计算机电气监控系统支持图像漫游，无级变倍等的系统信息，并实现CRT图像任意的窗户的硬拷贝功能。并支持实时报警在线打印以及图形在线打印。运行人员可通过鼠标或键盘选择和召唤画面显示，可同时显示多幅画面。

2.2 计算机电气监控系统中的数据采集与处理

计算机电气监控系统定期收集诸如实时模拟量、状态量（开关量）、脉冲数量（电气测量）等信息，这些数据由每个LCU收集，如发电机、计算机公共控制系统、升压站，由调度中心自动接收或发出信息，可供查询或调整指令控制。自动接收其他系统（MIS系统等）以及其他自动化装置（诸如励磁、调速器等）的数据信息。数据预处理讲究合法性，需要进行合理性的判断，通过软件滤波，输入误差补偿、缩放、转换等，进行数据还原或格式化开入量还包括输入硬件防抖滤波和软件抗干扰滤波。如图1所示。

2.3 计算机电气监控系统的事件与报警处理功能

图1：计算机电气监控系统中的数据采集与处理系统

报警处理分为事故报警和警告报警模式。前者包括断路器跳闸而造成非操作保护装置动作的信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。报警信息包括设备名称、设备异常状态、报警发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）。报警输出支持音响和语音，可由用户灵活设置，同时启动事件打印输出功能。

2.4 计算机电气监控系统的系统自诊断自恢复功能

计算机电气监控系统具有自诊断功能，可实时监控整个系统的硬件和软件的稳定运行。如果关键进程遇到阻力或终止某种原因，系统的自我恢复功能可以阻止失控和死锁的相关程序，并自动返回到原来的正常状态。

3 总结

目前，大、中型供电企业纷纷采取节能经济行动，作为他们创造更大的利润的手段。许多电力企业已经投资建设或改造全厂计算机监控系统，基本实现发电的自动化控制，这得益于计算机技术的发展，这也取得了可观的经济效益。因此，优化计算机电气监控系统的应用，可以提高大型企业的电机组的负荷分配水平，从而保证了电力企业的经营的安全性和综合效益。