中小型工厂计算机监控系统的设计研究

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摘要：结合计算机监控系统的概况与发展前景，引入实例分析中小型工厂计算机监控系统的设计要点。 

关键词：中小型工厂 计算机监控系统 自动化功能 设计研究  中图分类号：g623.58文献标识码：a 文章编号：    随着世界科技水平的飞速发展，计算机作为一种以科学技术为支撑的管理运营手段，已经普及到各行各业中。现今我国各中小型工厂采用的计算机监控系统基于计算机的网络通讯功能，利用计算机智能化的自动功能对工厂的综合性系统进行工业化的控制。这一功能对于计算机监控系统的构成有着相对较高的要求，一要满足监控系统的实时监测功能，二要根据该工厂的性质与运作方式针对性地对其进行工业控制。本文将根据计算机监控系统在各中小型工厂中的运用，解析其现状与发展前景，探讨与研究如何在中小型工厂中对计算机监控系统进行最科学合理的设计。  一、计算机监控系统在我国中小型工厂中运用的现状  从20世纪90年代中期开始，随着计算机技术在世界范围内的崛起，我国已经有不少的中小型工厂采用计算机监控系统对自身的传统工业监控进行自动化的改造。但是由于工厂大部分技术人员对计算机监控系统技术的不完全掌握，未能结合工厂本身的实际运营情况去构建计算机监控系统，导致在工厂生产运转期间计算机监控系统出现自动化设备不匹配、手动操作方式不利于工厂运营等技术性的漏洞。  二、我国中小型工厂计算机监控系统的发展前景  我国各个中小型工厂对计算机监控系统的运用现状与国内各新型科技技术的兴起情况表明，计算机监控系统具有无限的发展潜力。  （一）中小型工厂的设备缺乏健全与完善性，人工操作水平较为低下，需要新型的计算机监控系统对其生产运营进行规范；  （二）计算机监控系统自身的稳定、准确性，能够帮助工厂对复杂的生产数据与频繁的施工事故进行较好地处理，巩固工厂的安全运营，减轻技术人员的工作负担；  （三）科技水平的提升，支持了计算机技术的更新与完善，使计算机监控日渐成为工厂运营的一项核心运作系统，不断根据工厂运转的特点进行自我完善与修复。  三、我国各中小型工厂使用计算机监控系统的前期设计  使用计算机监控系统对整个工厂生产运营进行实时监测，是基于“无人值班”的大前提下，通过计算机网络设置各项指标，在生产过程中发生故障或事故的时候，利用计算机系统计算故障或事故的偏差值，点击鼠标以及在键盘上输入对现场操作设备的控制数据，通过计算机监控系统的自动化功能对一系列突发状况进行控制。本文将根据中小型工厂自身的生产运营特点与计算机监控系统的功能，结合实例分析中小型工厂计算机监控系统的设计方案。本文所引用的是2008年某市在邻近的河上兴建小型水电站的实例。  （一） 规划设计方案需要注意的问题  1、设计人员必须依照中小型工厂的生产特点来规划计算机监控系统的设计方案；由于中小型工厂的生产线较为单一，生产工序相对也比较简单，在遵循简单可靠的原则下去制订设计方案；  2、考虑计算机监控系统的实用性与可靠性，结合工厂自身的特定性质，保证所选用计算机监控系统下的所有设备都能正常运转且最大限度发挥自身的技术。  （二） 严格遵循中小型工厂计算机监控系统的设计规定  1998年某市利用城区的生态资源—水力，欲在河上兴建5座小型的水电站；  在建站初期，设计部人员严格参考了国家电力工业部所颁发的dl/t5065—2008《水力发电厂计算机监控系统设计规定》中的要求，设计出本次建造水电站应达到的系统功能指标，选择了硬件设备、二次接线、传感器等系统设施，规划了系统下的开关数量与模拟数量的点数；某市的小型水电站设计人员还参照了国标gb50071—2007《小型水力发电站设计规范》中的规定，设计出该工厂的计算机监控系统与自动化装置之间的信息联系、交换方式；  （三） 中小型工厂计算机监控系统的设计要求  本着“简单、实用性高”的设计原则，此小型水电站设计人员结合建站的实际情况，为本次计算机监控系统设计方案提出以下几点要求：  1、计算机监控的自动化系统必须保证能够对200—800kw、400v发电机电压的低压机组实行故障自动停机与自动开机；  2、对于发电电压较高的高压机组，本水电站必须引进微型的自动控制系统，达到高压机组能进行半自动开关机、自动化根据被输入的数据进行电流频率的调节、半自动地进行准同期并网等操作标准；  3、本次建站，5个小型水电站一共有两台单机容量在1000—25000kw的水轮发电机组；从成本方面考虑，要求在满足监控系统正常运行的前提下，尽可能简化监控系统的自动化功能与系统其他配置；本次设计只需要配置工程师工作站与水轮机操作器和无刷励磁调节器监测水轮发电机组的自动化运行，不需要设置过多的上位机等仪器，浪费资源。  （四）选择中小型工厂计算机监控系统的设备  根据本次建站的设计要求结合周边环境，确立需要选定的设备；  1、大量采用实用性高、可靠性强、性价比高的新型设备；如上文提到的水轮机操作器与无刷励磁调节器等，它们能够辅助计算机监控系统进行自动化运转，而且价钱相对其他仪器更为低廉，控制了整个建站的成本造价；  2、采用“一机一屏”的集成化模式；根据市场的要求以及水电建站的发展形式，这种大受好评的模式给发电站带来更方便的监控系统操作；本次水电站建立地点为河上，环境较为偏僻，通讯功能也较弱，这种集成化模式下的远程通讯终端以及水电机组的自动调节功能是特地针对偏远地区小型水电站而设计，将断路器、准同期并列网、无数励磁调节器、发电机的测控保护仪器、数据显示仪表器等集为一体，不但能远程对工厂进行计算机监控操作，还通过集中的方式提高了各种设备的综合性能，符合了“无人值班”的设计原则。  （五）打造“箱式整装小水电站”  本次的建站设计目标是准备将5个小型水电站都采用“箱式整装”的形式进行建设；一是符合环境地形要求，这类水电站适宜在偏远的地区修建；二是修建这类水电站本身成本较低、施工期也较短且在维护与修理上都十分方便；三则是这类水电站在建站上的各项指标极大地支持了计算机监控系统的安装与运行；本次建站成功后的数据情况如下：  1、将建站成本投资减少了35%；  2、减少了大约40—50%左右的建筑造价；  3、提高了计算机监控系统的造价，约7%；  4、根据检测，本次5个小型水电站的计算机监控系统的监控效率比起同地区的其他小型水电站，提升了14%。  四、我国各中小型工厂计算机监控的系统设计  上文提到了构建整个计算机监控系统的设备支持，下面将浅析设计计算机监控的系统需要采用的信息技术手段。  （一）采用分层式网络结构去取代集中式网络结构，优化整个计算机监控系统的网络设计  1、集中式网络结构虽然构造简单且成本低，但是可靠性不高，它采用的集中管理模式，会给整个监控系统带来“牵一发而动全身”的危害；  2、分层式网络结构由具有不同功能且相互作业的计算监控测量单位构成；利用现地控制与电厂控制，以分散的形式将整个监控系统分布开放，使每一个监控单位与数据库都具有独立性，一旦一个监控环节出现瘫痪的问题，马上切断监控系统与其的联系，不会影响到其他监控单位的正常运作，将对监控系统的损失降到最低。  （二）整个监控系统应采用tcp/ip的通信协议作为标准  通信协议为tcp/ip、工业标准为10/100mbps的以太网，具有快速、可靠的特点；通过串口与系统监控单位进行通讯，能够提高监控系统内部的数据传送速度，加强数据的实时性，提升整个监控内网的抗干扰性能。  结语：  本文根据计算机监控系统的自身特点与中小型工厂的运营要求，结合实例分析了小型水电站计算机监控系统的设计，文中的方法与设计要点仅供参考。    参考文献：  [1] 方荣华.某水电厂计算机监控系统的设计与实现[d].华中科技大学,2010.  [2] 郑晓丹,丁国平,任健等.小型水电站计算机监控系统应用度探讨[j].水力发电,2011,37(7):37-39,78.  [3] 刘卉.中小型水电厂计算机监控系统网络结构优化探讨[j].无线互联科技,2011,(11):49-50.  注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。