杨家欢

【摘 要】本文首先介绍中国水利水电科学研究院自动化所H9000 V3.0系统的主要技术特点、配置方式，然后从实践的角度出发阐述了该系统在老水电厂进行升级改造工程上的应用和一些细节上的问题，主要目的是为了能对类似改造项目提供一定的经验和参考。

【关键词】H9000 V3.0；水电厂改造；监控系统

0.引言

受改造电厂是70年代中期建成投产的老水电厂，在旧系统的工作方式下，效率低下，反应滞后，运行维护人员编制臃肿，该厂于2004年起逐步对全厂4台机组的监控系统进行改造，选用了中国水利水电科学研究院自动化所的H9000 V3.0系统。此前该系统已被应用于东北白山梯级等近百个大中小型水利水电自动化工程、三峡梯级调度中心及左岸电站计算机监控系统工程，其技术成熟性已经实践充分检验，本文主要介绍H9000 V3.0系统的主要技术特点以及在老电厂升级改造方面的应用。

1.H9000 V3.0系统的技术特色

1.1新型的系统结构

H9000 V3.0在系统结构上采用了LCU可编程控制器直接挂上以太网的方式，工业控制微机（简称IPC）仅作为现地的辅助控制人机联系设备，系统正常运行时，IPC可以退出运行，避免了其由于机械硬盘等造成的可靠性瓶颈，使LCU的可靠性大幅度提高，基本上可以满足水电厂无人值班运行的要求。

1.2 WEB浏览

H9000 V3.0具有WEB浏览功能，系统的使用及维护十分方便。为了确保系统的安全性，可设硬件或软件防火墙。同样，WEB浏览功能充分考虑了与H9000系统原有图形界面的兼容性，woix软件可完全识别原H9000系统数据库的图形文件，并且外观效果与oix完全一致，实现了百分之百兼容。

1.3系统集成工具软件

H9000 V3.0系统在原开发工具软件的基础上，进一步充实完善，不仅提供IPM交互图形开发系统、DBgen数据库开发系统、PDC综合计算工具软件、ControlLock控制闭锁工具软件、API接口、DEtool数据工程软件，进一步提高了系统开发集成效率和质量，也为设计部门和最终用户提供了有效的系统设计开发手段。

1.4国际标准通讯规约

通过与ABB、Alstom等公司在三峡工程的合作，H9000 V3.0系统在通讯规约方面获得进一步充实，不仅支持DL476-92、m4f、SC 、1801、CDC 8890 Type II、CDT及Polling等传统远动规约，而且研制开发了IEC 870-5、DNP3.0、TASE-2规约通讯软件，形成了较为完善的通讯软件包。

1.5 On-call技术

H9000系统可对系统数据库进行设置定义，当发生事故时，监控系统可进行电话自动报警或手机短信息报警。系统还提供电话查询功能，任何人只要拨查询电话，即可查询电站当前设备运行情况，如有无故障及故障报警信息，重要运行参数等。On-call技术已成为水电厂实现“无人值班”（少人值守）的重要设备。

2.H9000在旧厂改造中的应用

老电厂的升级改造面临的问题比较复杂，涉及到新旧系统的并列运行，和调速、励磁、保护系统以及各种辅机的兼容等等问题。现就H9000系统应用若干方面的一些心得和遇到的问题作一个小结，希望能对类似的升级改造工作提供参考。

2.1系统配置

改造中，系统的配置是首先要遇到的问题，在下位机LCU进行配置时，用户应明确自己的改造量大小，因为GE90-30系列PLC采用扩展槽加模块插件的扩展方式，而插件种类又比较丰富，如模拟量、开关量I/O模块就分别有8通道、16通道、32通道等几种，用户应根据自己情况和将来可能进行的升级计划需要来有目的的选择配置，以达到较好的利用率和经济性。

2.2兼容性和开放性

充分的开放性和强大的兼容性是H9000系统的重要特点之一。

H9000系统可以面对不同厂家、不同技术标准、不同新旧跨度的多种传感器、变送器，得益于H9000丰富的通信接口协议和所采用的PLC宽广的接入能力，新旧设备可以理想地整合，因此可以节省大量的资金，使原有设备发挥了更高的效率。另外在开放性方面，H9000系统强大的开发工具软件也为系统日常的维护和扩展提供了便利，使用时可以自主增加数据采集量，加入对新增设备的控制。

2.3可靠性

H9000系统的硬件可采用多层次的冗余措施，所有网络节点均可以支持冗余配置，由软件实现冗余设备的检测与故障诊断，实现冗余部件的无扰动切换，确保系统中某一部件的故障不影响系统的正常运行。

在上位机部分，H9000系统的软件总体设计技术采用了无主设计的概念，即系统中任何一个计算机节点的应用软件配置是完全相同的。当任何一个计算机节点出现故障时，其他节点可以无缝接管。因此，当一个系统具有多台计算机节点时，计算机出现全部故障的概率可以认为是零，系统永远是可控的。

在下位机部分，工业级的可编程逻辑控制器（PLC）几万小时的无故障工作时间与科学的程序设计保证了系统长期运行的稳定性，而且在PLC程序跑飞或与外界通讯故障时，系统能稳定在故障前状态， PLC依据自身的顺控流程维持机组运行，不会导致机组失控，并发出声光报警，提示维护人员消缺，在运行中这一点在老电厂相对恶劣的电磁环境以及承受系统冲击时作用显得尤为突出。

2.4网络与数据通信

H9000系统采用主干型局域网络拓扑结构，数据流在网内对等共享，基于此，只要通信协议支持，理论上可以无限制地加入网络节点，老厂升级时可以依托该结构将主控站的感知和控制范围大大扩展。但是，在多年的运行使用过程中，我们也发现系统对数据刷新的反应略显迟滞，我们认为这是硬件配置水平固定的前提下，程序规模的增大，顺控流程的执行方式以及串行排队通信特性造成的，但实践证明并不影响电站运行，而如何编制高效率的顺控流程以压缩软件规模，缩短执行时间，各种相关刊物都有不同程度的介绍，笔者在此不再阐述。

3.结束语

经过几年的运行与维护实践，中国水利水电科学研究院自动化所H9000 V3.0系统经受住了老厂较恶劣的电磁环境，区域性电网相对频繁的波动和冲击考验，满足了新老设备共存的严苛要求，使运行人员实现了精减，老机组提高了运行效率，为该厂取得了良好的经济效益，总体而言，H9000系统凭借自己强大的功能、丰富的接口、可靠的稳定性，在面对情况较为复杂的老一代水电厂升级改造时，依旧能游刃有余。

【参考文献】

[1]王德宽.“从H9000谈水电站计算机监控系统国产化问题”.水电厂自动化，1998（3）.

[2]王德宽等.“H9000分布开放式水电厂计算机监控系统”.水利水电技术，1996（5）.