一种水电站励磁和监控一体化系统的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别是一种水电站励磁和监控一体化系统。

背景技术：

我国境内有多条流量很大的河流，因此我国的水利发电事业发展迅速，尤其是三峡水利工程更是举世瞩目的壮举，水利发展不像火电、核电等发电方式，其受环境的因素影响巨大，如果没有综合自动化系统，而是依靠传统的人工操作控制，将难以满足市场竞争的需要，为了满足社会对高质量电能的要求，为了提高电能质量和发电效率，需要对水电站中以常规控制、人工操作为主的控制模式进行以计算机监控系统为基础的综合自动化改造；对新建水电站应按综合自动化要求进行设计并实施，使水电站逐步实现少人值班，最终达到无人值班或少人值守的目标。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水电站励磁和监控一体化系统，能够对水电站进行实时监控，提高工作效率，降低故障率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种水电站励磁和监控一体化系统，包括励磁PLC系统和拓展控制系统，拓展控制系统通过通信单元与励磁PLC系统连接；所述励磁PLC系统还与智能触摸屏及profinet接口模块连接。

优选的，所述拓展控制系统包括PLC控制器，模拟量模块、温度量模块和开关量输入模块与PLC控制器的输入端连接，开关量输出模块与PLC控制器的输出端连接；所述拓展控制系统还与其他智能设备连接，其他智能设备通过通信单元与PLC控制器连接；所述其他智能设备包括调速器、保护系统以及辅助设备，所述开关量输出模块包括多个继电器，多个继电器分别控制括调速器、励磁PLC系统、保护系统以及辅助设备的启停；所述PLC控制器还通过以太网与彩色液晶触摸屏连接；所述拓展控制系统还与上位机监控系统连接。

优选的，所述上位机监控系统包括两个上位机，两个上位机均通过以太网与PLC控制器连接，所述两个上位机均连接有打印机。

优选的，所述两个上位机还与监控中心连接。

优选的，所述PLC控制器还与无线通信模块连接，无线通信模块与手持监控终端无线连接；所述手持监控终端为手机或平板电脑。

优选的，所述PLC控制器还与无线通信模块连接，无线通信模块与监控中心无线连接。

优选的，所述无线通信模块为4G无线通信模块。

优选的，所述PLC控制器还与同期装置连接。

优选的，所述以太网的数据传输线采用屏蔽线。

优选的，所述两个上位机均与GPS卫星对时设备连接。

优选的，还包括UPS不间断电源设备，UPS不间断电源设备为整个装置供电。

优选的，所述上位机包括两个操作员工作站以及报警音响。

本实用新型提供一种水电站励磁和监控一体化系统，将监控系统与励磁PLC系统合二为一，具有自动监控的功能，能够达到无人值守、远程控制的目标。监控系统安全、可靠、经济、实用。可以方便的将管理层和现场生产过程联系起来，从而构成分层分布式的大型控制系统，如下图所示具有良好的可扩充性和可维护性，人机界面友好，功能强大，使用方便灵活；具有遥信、遥测、遥控、遥调等功能，适用于中、小型水电站的监控系统，其具有安全监视与控制，电量统计，事件顺序记录，事故追忆，报表打印等功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型控制结构框图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种水电站励磁和监控一体化系统，包括励磁PLC系统和拓展控制系统，拓展控制系统通过通信单元与励磁PLC系统连接；所述励磁PLC系统还与智能触摸屏及profinet接口模块连接。本实用新型将监控装置与励磁装合二为一，能够有效确保水电站的稳定运行。

所述拓展控制系统包括PLC控制器，模拟量模块、温度量模块和开关量输入模块与PLC控制器的输入端连接，开关量输出模块与PLC控制器的输出端连接；所述拓展控制系统还与其他智能设备连接，其他智能设备通过通信单元与PLC控制器连接，所述通信单元为RS485或RS232通信接口；所述其他智能设备包括调速器、保护系统以及辅助设备，所述开关量输出模块包括多个继电器，多个继电器分别控制括调速器、励磁PLC系统、保护系统以及辅助设备的启停；所述PLC控制器还通过以太网与彩色液晶触摸屏连接；所述拓展控制系统还与上位机监控系统连接。所述PLC控制器采用西门子S7-1200型PLC可编程控制器，模拟量模块、温度量模块、开关量模块的信号进入PLC控制器后，由PLC控制器完成对各个量的监视、判断。最后通过开关量输出模块驱动各个继电器完成对电站设备的控制。上位机和彩色液晶触摸屏均通过以太网与PLC进行实时连接，将PLC内部的数据通过图形与数字组合的方式展现在运行人员面前，供运行人员查看当前设备的运行状况。调速器、励磁、保护、辅助设备等单元均是通过RS485通讯接口完成与PLC的串口通讯。工作时，PLC 控制器扫描I/O指令，测量机端电压，转子电流和系统电压,经调节计算,进行相应的操作,并将操作,运算,处理后的结果输出至触发板，由触发板转换为相应三相触发脉冲，通过脉冲输出板放大整形，触发可控硅，可控硅功率桥输出相应励磁电流至发电机转子回路，从而达到控制发电机电压（或励磁电流）的目的。辅助设备包括电能计量装置。所述保护系统包括发电机保护测控装置、变压器保护测控装置、和线路保护装置。

优选的，所述上位机监控系统包括两个上位机，两个上位机均通过以太网与PLC控制器连接，所述两个上位机均连接有打印机。两个上位机一台主用，一台备用，但两台上位机具有相同功能和控制优先级。上位有强大的状态监视、控制操作、故障分析、报表输出功能。

优选的，所述两个上位机还与监控中心连接。监控中心通过上位机来对水电站的运行状况进行监控。

优选的，所述PLC控制器还与无线通信模块连接，无线通信模块与手持监控终端无线连接；所述手持监控终端为手机或平板电脑。建立了PLC控制器与手机之间的连接，便于管理人员在远程进行监控。

优选的，所述PLC控制器还与无线通信模块连接，无线通信模块与监控中心无线连接。提供了有线与无线两种连接方式建立PLC控制器与监控中心之间的通信。

优选的，所述无线通信模块为4G无线通信模块。

优选的，所述PLC控制器还与同期装置连接。

优选的，所述以太网的数据传输线采用屏蔽线。根据现场设备和控制规模选择信号屏蔽线，防止线路受到干扰。

优选的，所述两个上位机均与GPS卫星对时设备连接。

优选的，还包括UPS不间断电源设备，UPS不间断电源设备为整个装置供电。提供预备电源防止意外事故发生，设备同样能够运行，保证其他几组能够自动保护，达到高效、安全的目的。

优选的，所述上位机包括两个操作员工作站以及报警音响。当监测到异常数据时可发出警报。

本实用新型能够对整个电站的设备的运行情况进行监测，并能与监控中心进行实时数据通信等全方位自动监测。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。