贵州省黔东南州
地方电力总公司施秉分公司
观音岩水电站计算机监控系统
运行与维护
摘要：随着计算机监控技术在中小水电站的广泛应用，如何作好计算机监控系统的运行维护工作，对保障电站安全、优质、经济运行具有十分重要的意义。本文就如何作好中小型水电站计算机监控系统运行维护谈几点看法，供大家探讨.。
一、 系统安全与健康
1、网络安全健康的必要性
计算机监控系统由于工作的特殊性，实时性强，采集处理信息较多，系统网络安全对水电厂安全稳定运行具有十分重要的意义，为了杜绝监控计算机感染病毒导致生产失控事件的发生，必须有一套完善的网络安全保障系统，确保计算机监控系统安全可靠运行。 计算机监控系统已逐步取代传统的电磁继电监视控制方式，正成为中小水电站的主流监视控制方式，肩负着水电站主辅设备的控制和监视任务，对电站安全稳定运行有着至观重要的作用，因此做好计算机监控系统网络安全维护工作意义重大。
2、我厂计算机监控网络的现状：
①计算机监控系统目前仍属于采用Internet技术TCP/IP协议构建的具有较高独立性的生产实时监视控制系统，系统由两台操作员站组成。
②由于生产工作需要，计算机监控系统和上级调度部门有紧密的联系，系统不仅要准确可靠的向调度发送大量生产实时数据（为保证安全，暂不接受调度端下发的各种控制指令），目前我们是通过内网通信的方式将计算机监控系统与镇远调度自动化系统连成网络。
③由于工作的需要，现又将计算机监控系统与生产实时监视系统紧密连接在一起，并将生产实时数据传至镇远调度室。
3、在维护工作中我们具体从以下几个方面作好计算机监控系统安全防护工作：
3.1网络设备管理
3.1.1计算机监控系统应安装防火墙软件，防火墙软件要不断更新和升级，防止黑客入侵。
3.1.2要定期对监控系统网络设备（计算机）进行杀毒处理。 1
3.1.3构成计算机监控系统的操作员站（OP1、OP2），由于网络安全的薄弱环节，相关人员应严防病毒通过它们引入监控系统。
3.1.4与计算机监控系统直接通信相连的专用设备（微机调速器、微机励磁调节器）是网络安全的又一薄弱环节，应做好专用设备防病毒工作，专用设备调试时应使用无病毒PC机进行，严禁将病毒带入计算机监控系统。
3.1.5使用PC机进行PLC现场调试时，应确保PC机不带病毒，严防病毒通过现地工作站进入计算机监控系统。
3.1.6要密切关注其他网络专用设备（直流屏、电度表数采器、温度巡测仪、副机励磁调节器、测控装臵）的运行情况，防止通过它们感染病毒。
3.1.7在更换专用设备（微机调速器、微机励磁调节器等）程序芯片时，应保证芯片不带病毒，严禁将病毒带入计算机监控系统。
3.2监控系统运行维护
3.2.1对计算机监控系统运行维护人员进行网络安全意识教育，提高专业人员安全防范意识。
3.2.2建立计算机监控系统使用权限管理制度，系统设臵一名享有所有权限的超级用户（系统管理员），为每个维护员建立一个用户名，配臵若干个具有操作权限的值班员用户，以方便运行人员对设备进行监视和操作。
3.2.3要加强用户权限管理，每半年更换一次密码，密码由系统管理员（超级用户）登记并存档管理。
3.2.4建立监控系统光驱、软驱使用登记制度，严禁将携带病毒的光盘或软盘拿到监控系统上使用。
3.2.5建立计算机监控系统调试、维护和使用登记制度。凡对系统中的功能、参数、程序（流程）、图形、数据库等进行修改时，均应做好详细记录，注明变动原因、内容时间等。
3.2.6在使用刻录机备份历史数据时，应使用全新光盘，并做好备份记录，防止病毒通过刻录机进入计算机监控系统。
3.2.7监控系统不与互联网相连，要严格限制电子邮件的使用。
3.3应急处理
3.3.1制定计算机监控系统故障应急处理方案，对重要数据软件作好备份并妥善保管。
3.3.2编制系统故障时重装（恢复）办法，从而缩短故障恢复时间，保障系统安全稳定运行。
二、 电源可靠性维护
在系统设计上，水电站计算机监控系统一般采用独立的供电系统，即采用在线式的不间断电源（正弦波逆变电源或UPS）供电，我厂采用逆变电源，其直流电源由厂用蓄电池供电，交流电源分别取自厂用两段经自动切换装臵向逆变电源供电。由于不间断电源内部的稳压和逆变隔离作用，不但减少电网及其它电站设备对控制系统的影响，同时使监控系统在电路上形成独立回路，可以保证一点接地，降低了不等电位干扰。
监控系统采用不间断电源供电，其输入侧交、直流电源工作异常情况不容易被发现（运行中曾出现仅有交流或直流供电的情况），因此，要经常关注不间断电源输入侧供电情况，定期检查直流电源的质量和可靠性，检查双路交流电源质量是否合格及其自动切换装臵工作是否可靠，发现问题应及时采取措施加以解决，确实保障计算机监控系统工作电源连续可靠。
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三、数据采集和处理
在水电厂计算机监控系统中，数据采集主要是实现现场过程和系统有关环境的监视和控制信号的收集、处理和传输。系统所含数据主要由模拟量和开关量两大类，无论是模拟量还是开关量，其采样的准确性、可靠性和实时性对监控系统的主要性能指标都将产生直接的影响。为提高监控系统监视的准确性和控制的可靠性，设备运行中常常需要进行监控系统通道检测。
由于系统的模拟量测量距离较远，如集水井水位、蜗壳压力等，信号传输的距离损耗就不能忽视。如果采用电压输入，线路损耗较大，并且容易受感应电压的干扰。系统一般采用4～20mA的电流环输入，就能克服以上弊端，而且传输距离可以大大加长。
为保证计算机监控系统采样的准确性，专业人员应采用通道测试仪器定期对计算机监控系统模拟量通道进行检查、测试，确实保障系统输入、输出通道的各项技术指标满足规程要求。对变送器（传感器）及其工作电源，连接电缆也应定期进行检查，对性能不合格的变送器（传感器）应及时更换处理。测试计算机监控系统通道准确性时，一般应从变送器安装位臵加入标准量模拟电压或电流信号，从而保证通道检验的完整性，应避免从计算机监控盘柜端子处通入标准量模拟电压或电流信号进行通道检验。
三、 开关量输入输出部分的维护
计算机监控系统隔离措施开关量输入输出部分一般都设计有完善的隔离措施。为克服外围系统对监控系统设备的影响，在电站监控系统中，比较多地采用隔离技术，我站输出采用中间继电器。为提高计算机监控系统控制的可靠性，计算机监控系统输出继电器大都安装电阻二极管吸收电路。由于继电器是电感性元件，继电器的分合会造成很大的电磁干扰，因此，可在继电器两端采用RD吸收回路，或简单地采用二极管钳位电路（如图1所示）。当开关K闭合时，线圈L流过电流为IL=Vcc/R；当开关K由闭合至断开时，若无二
极管D，IL电流不能形成续流回路，线圈储藏的电能会转化为高压电势，即B点电压很低，
或UAB极高，不仅会损坏开关，而且将产生很强的电磁干扰，通过电源回路串入其它控制
设备。加入二极管D则起到IL的续流作用，开关K两端的电压被钳位在Vcc，B点电压基
本保持在零电位（续流时B点电压为二极管的正向导通压降约-0.7V），有效地抑制了IL
图1
维护工作中多发生续流二极管反向击穿现象，导致直流控制回路短路而且影响监控系统控制的可靠性，因此，应该选择反向电压较高，性能稳定的二极管进行替换，例外还应注意续流电阻的功率是否满足运行需要。
五、计算机监控系统软件维护
计算机监控系统软件设计一般由系统设计制造商进行开发。为提高系统的可靠性，监控系统软件大多采取模块化软件设计，形成固定的、可靠的软件模块，再根据现场的不同需要，设臵相应的数据文件生成相应软件的方法，即组态软件（基本测点组态、对象库组态、数据库组态）。同时采用了容错设计及软件滤波等方法，在监控软件中加入自动出错处理，过滤操作员的错误输入，自动恢复系统级错误，保证软件系统的持续可靠运行。例 3
外通过设臵错误陷阱，自动捕捉错误，还可以自动报告和排错提示，极大地提高了软件可靠性和纠错能力；为防止系统输入输出端接点信号的防抖动现象，对模拟量进行数字滤波处理，常见的有平均法、加权法。这样就可以最大限度地排除软件错误，克服人为因素，实现模块化、标准化，从而大大提高了软件的可靠性。
计算机监控系统经调试投运后，运行维护单位一般不对系统软件做大的更改，最常做的工作是围绕监控对象进行I/O模件组态、数据库组态、显示画面组态等，此外还经常对运行设备的超限、报警等参数进行重新整定。为保证计算机监控系统安全可靠运行，维护人员应严格遵守相关技术规定，认真作好系统维护、更改和检验调试记录，定期进行历史数据备份处理，建立系统运行档案，考虑必要的备品备件以供发生事故时使用。
总之，要作好计算机监控系统的运行维护工作，应从系统安全与健康角度出发，提高安全意识，严防病毒攻击，既要重视计算机系统软件方面的管理，更要加强计算机监控系统电源、输入输出通道、检测和执行元件的跟踪检查，同时也要关注与之紧密相关的保护及其自动化装臵的健康状况，只有把整个系统软硬件方面的维护工作都作好了，才能让计算机的整体性能的到更好的发挥，为电厂的安全稳定运行提供可靠保障。
本规程自20xx年5月10日开始执行
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第二篇：中小水电站计算机监控系统运行维护
中小水电站计算机监控系统运行维护
——国电大寨水力发电厂陈建克
摘要：随着计算机监控技术在中小水电站的广泛应用，如何作好计算机监控系统的运行维护工作，对保障电站安全、优质、经济运行具有十分重要的意义。本文就如何作好中小型水电站计算机监控系统运行维护谈几点看法，供大家探讨.。
一、 系统安全与健康
1、网络安全健康的必要性
计算机监控系统由于工作的特殊性，实时性强，采集处理信息较多，系统网络安全对水电厂安全稳定运行具有十分重要的意义，为了杜绝监控计算机感染病毒导致生产失控事件的发生，必须有一套完善的网络安全保障系统，确保计算机监控系统安全可靠运行。
计算机监控系统已逐步取代传统的电磁继电监视控制方式，正成为中小水电站的主流监视控制方式，肩负着水电站主辅设备的控制和监视任务，对电站安全稳定运行有着至观重要的作用，因此做好计算机监控系统网络安全维护工作意义重大。
2、我厂计算机监控网络的现状：
①计算机监控系统目前仍属于采用Internet技术TCP/IP协议构建的具有较高独立性的生产实时监视控制系统，系统由两台操作员站、一台通信工作站、一台工程师站和七台现地控制站组成。
②由于生产工作需要，计算机监控系统和上级调度部门有紧密的联系，系统不仅要准确可靠的向调度发送大量生产实时数据，而且还要接受调度端下发的各种控制指令，目前我们是通过串口通信的方式将计算机监控系统与中调度自动化系统连成网络，并具有自动发电控制功能（AGC）。
③由于工作的需要，现又将计算机监控系统与生产实时监视系统紧密连接在一起，并将生产实时数据传至MIS系统。
3、在维护工作中我们具体从以下几个方面作好计算机监控系统安全防护工作：
3.1网络设备管理
3.1.1计算机监控系统应安装防火墙软件，防火墙软件要不断更新和升级，防止黑客入侵。
3.1.2要定期对监控系统网络设备（计算机）进行杀毒处理。
3.1.3构成计算机监控系统的操作员站（OP1、OP2），工程师站（ENGANER），通信工作站（COM）是网络安全的薄弱环节，相关人员应严防病毒通过它们引入监控系统。
3.1.4与计算机监控系统直接通信相连的专用设备（微机调速器、微机励磁调节器）是网络安全的又一薄弱环节，应做好专用设备防病毒工作，专用设备调试时应使用无病毒PC机进行，严禁将病毒带入计算机监控系统。
3.1.5使用PC机进行PLC现场调试时，应确保PC机不带病毒，严防病毒通过现地工作站进入计算机监控系统。
3.1.6要密切关注其他网络专用设备（直流屏、电度表数采器、温度巡测仪、副机励磁调节器、测控装置）的运行情况，防止通过它们感染病毒。
3.1.7在更换专用设备（微机调速器、微机励磁调节器等）程序芯片时，应保证芯片不带病毒，严禁将病毒带入计算机监控系统。
3.2监控系统运行维护
3.2.1对计算机监控系统运行维护人员进行网络安全意识教育，提高专业人员安全防范意识。
3.2.2建立计算机监控系统使用权限管理制度，系统设置一名享有所有权限的超级用户（系统管理员），为每个维护员建立一个用户名，配置若干个具有操作权限的值班员用户，以方便运行人员对设备进行监视和操作。
3.2.3要加强用户权限管理，每半年更换一次密码，密码由系统管理员（超级用户）登记并存档管理。
3.2.4建立监控系统光驱、软驱使用登记制度，严禁将携带病毒的光盘或软盘拿到监控系统上使用。
3.2.5建立计算机监控系统调试、维护和使用登记制度。凡对系统中的功能、参数、程序（流程）、图形、数据库等进行修改时，均应做好详细记录，注明变动原因、内容时间等。
3.2.6在使用刻录机备份历史数据时，应使用全新光盘，并做好备份记录，防止病毒通过刻录机进入计算机监控系统。
3.2.7监控系统不与互联网相连，要严格限制电子邮件的使用。
3.3应急处理
3.3.1制定计算机监控系统故障应急处理方案，对重要数据软件作好备份并妥善保管（NT操作系统、Ec2000系统软件、数据库软件等）。
3.3.2编制系统故障时重装（恢复）办法，从而缩短故障恢复时间，保障系统安全稳定运行。
二、 电源可靠性维护
在系统设计上，水电站计算机监控系统一般采用独立的供电系统，即采用在线式的不间断电源（正弦波逆变电源或UPS）供电，其直流电源由厂用蓄电池供电，交流电源分别取自厂用两段经自动切换装置向逆变电源供电。由于不间断电源内部的稳压和逆变隔离作用，不但减少电网及其它电站设备对控制系统的影响，同时使监控系统在电路上形成独立回路，可以保证一点接地，降低了不等电位干扰。
采用监控系统采用不间断电源供电，其输入侧交、直流电源工作异常情况不容易被发现（运行中曾出现仅有交流或直流供电的情况），因此，要经常关注不间断电源输入侧供电情况，定期检查直流电源的质量和可靠性，检查双路交流电源质量是否合格及其自动切换装置工作是否可靠，发现问题应及时采取措施加以解决，确实保障计算机监控系统工作电源连续可靠。
三、数据采集和处理
在水电厂计算机监控系统中，数据采集主要是实现现场过程和系统有关环境的监视和控制信号的收集、处理和传输。系统所含数据主要由模拟量和开关量两大类，无论是模拟量还是开关量，其采样的准确性、可靠性和实时性对监控系统的主要性能指标都将产生直接的影响。为提高监控系统监视的准确性和控制的可靠性，设备运行中常常需要进行监控系统通道检测。
由于系统的模拟量测量距离较远，如集水井水位、蜗壳压力等，信号传输的距离损耗就不能忽视。如果采用电压输入，线路损耗较大，并且容易受感应电压的干扰。系统一般采用4～20mA的电流环输入，就能克服以上弊端，而且传输距离可以大大加长。
为保证计算机监控系统采样的准确性，专业人员应采用通道测试仪器定期对计算机监控系统模拟量通道进行检查、测试，确实保障系统输入、输出通道的各项技术指标满足规程要求。对变送器（传感器）及其工作电源，连接电缆也应定期进行检查，对性能不合格的变送器（传感器）应及时更换处理。测试计算机监控系统通道准确性时，一般应从变送器安装位置加入标准量模拟电压或电流信号，从而保证通道检验的完整性，应避免从计算机监控盘柜端子处通入标准量模拟电压或电流信号进行通道检验。
三、 开关量输入输出部分的维护
计算机监控系统隔离措施开关量输入输出部分一般都设计有完善的隔离措施。为克服外围系统对监控系统设备的影响，在电站监控系统中，比较多地采用隔离技术，如常见的输入输出采用中间继电器。此外系统还采用了光电隔离技术，如在大量的开关量输入回路都采用光电耦合，使回路具备更高的抗干扰性能。
为提高计算机监控系统控制的可靠性，计算机监控系统输出继电器大都安装电阻二极管吸收电路。由于继电器是电感性元件，继电器的分合会造成很大的电磁干扰，因此，可在继电器两端采用RD吸收回路，或简单地采用二极管钳位电路（如图1所示）。当开关K闭合时，线圈L流过电流为IL=Vcc/R；当开关K由闭合至断开时，若无二极管D，IL电流不能形成续流回路，线圈储藏的电能会转化为高压电势，即B点电压很低，或UAB极高，不仅会损坏开关，而且将产生很强的电磁干扰，通过电源回路串入其它控制设备。加入二极管D则起到IL的续流作用，开关K两端的电压被钳位在Vcc，B点电压基本保持在零电位（续流时B点电压为二极管的正向导通压降约-0.7V），有效地抑制了IL产生的负压对电源的干扰，降低了电磁开关分合对其它输入输出信号的影响。
图1
维护工作中多发生续流二极管反向击穿现象，导致直流控制回路短路而且影响监控系统控制的可靠性，因此，应该选择反向电压较高，性能稳定的二极管进行替换，例外还应注意续流电阻的功率是否满足运行需要。
五、计算机监控系统软件维护
计算机监控系统软件设计一般由系统设计制造商进行开发。为提高系统的可靠性，监控系统软件大多采取模块化软件设计，形成固定的、可靠的软件模块，再根据现场的不同需要，设置相应的数据文件生成相应软件的方法，即组态软件（基本测点组态、对象库组态、数据库组态）。同时采用了容错设计及软件滤波等方法，在监控软件中加入自动出错处理，过滤操作员的错误输入，自动恢复系统级错误，保证软件系统的持续可靠运行。例外通过设置错误陷阱，自动捕捉错误，还可以自动报告和排错提示，极大地提高了软件可靠性和纠错能力；为防止系统输入输出端接点信号的防抖动现象，对模拟量进行数字滤波处理，常见的有平均法、加权法。这样就可以最大限度地排除软件错误，克服人为因素，实现模块化、标准化，从而大大提高了软件的可靠性。
计算机监控系统经调试投运后，运行维护单位一般不对系统软件做大的更改，最常做的工作是围绕监控对象进行I/O模件组态、数据库组态、显示画面组态等，此外还经常对运行设备的超限、报警等参数进行重新整定。为保证计算机监控系统安全可靠运行，维护人员应严格遵守相关技术规定，认真作好系统维护、更改和检验调试记录，定期进行历史数据备份处理，建立系统运行档案，考虑必要的备品备件以供发生事故时使用。
总之，要作好计算机监控系统的运行维护工作，应从系统安全与健康角度出发，提高安全意识，严防病毒攻击，既要重视计算机系统软件方面的管理，更要加强计算机监控系统电源、输入输出通道、检测和执行元件的跟踪检查，同时也要关注与之紧密相关的保护及其自动化装置的健康状况，只有把整个系统软硬件方面的维护工作都作好了，才能让计算机的整体性能的到更好的发挥，为电厂的安全稳定运行提供可靠保障。