水电站计算机监控技术(第3章)
水电站计算机监控系统基础知识PPT课件
1、水电站计算机监控系统的定义 2、目的：提高水电厂的自动化水平，以保证 水电厂的发电质量、安全运行水平、劳动生产率和 经济效益 3、水电厂监控系统的发展：人工监控、电话 调度和远动化（遥测、遥信、遥调、遥控）、以计 算机为核心以现代数据通信为基础的计算机监控三 个阶段。
多，国家西电东送计划 3、电网的电能生产方式更加多样：水电、火电、
热能发电、核电（与火力发电及其相似） 4、多样化的电力用户对供电的可靠性、稳定性
和电能质量提出了更高要求
4
5
6
大亚湾核电站
7
一、水电厂生产过程的特点
1、水电厂发电计划取决于水情及水库调度计 划
2、水电厂的机电系统监控功能复杂，要求高
水电站计算机监控技术
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
现代水电站采用计算机监 控系统来提高自动化水平
的必要性
3
绪论
电力电能生产、输送、销售的特点： 1、电网的容量大 2、电源分布更加合理：各区域横向联系愈来愈
22
路由器(router)
• 路由器工作在OSI体系结构中的网络层， 这意味着它可以在多个网络上交换和路 由数据数据包。路由器通过在相对独立 的网络中交换具体协议的信息来实现这 个目标。
23
ห้องสมุดไป่ตู้换机（switch）
• 交换机（switch）就是一种在通信系统 中完成信息交换功能的设备。 在计算机 网络系统中，交换概念的提出是对于共 享工作模式的改进。
8
• 水电厂“无人值班”(少人值守)是国内水电厂自动化 改造的主要方向，发达国家很多水电站均实现了这一 功能，几个人就能完成一座水电站的运行操作。
水电站计算机监控系统概述
水电站计算机监控系统概述随着计算机技术的发展国内外在水电站自动控制上普遍采用计算机监控技术，或利用计算机控制系统与电站常规控制系统相结合对水电站设备进行控制，或利用计算机监控系统直接对水电站设备进行监控。
水电站计算机监控系统是指整个水电站设备的控制、测量、监视和保护均由计算机系统来完成。
它替代了常规控制设备，监视测量表计，完成机组的开停机控制，断路器等开关设备的控制，完成电站的优化运行，自动发电控制，自动电压控制，电站机组、变压器、线路等各种运行设备的参数在线监视，越限参数报警、记录、历史参数查询，事故追忆，报表的打印，完成监控系统设备的自检，实现对整个电站所有的设备进行控制、测量、监视和保护。
水电站的中控室负责管理和控制整个电站的正常运行，为了保证运行的可靠性和经济性，必须收集全场各个设备的实时运行资料，以便及时做出响应。
计算机监控系统正是基于以上理念，充分利用计算机控制技术、通讯技术、PLC和网络技术将各个机组LCU、励磁调节器、调速器等连接起来，集中监控电站各台机组的运行，以实现整个电站的经济运行。
随之计算机和网络技术的发展，计算机监控系统的技术同样也在迅速发展，新的控制系统结构、新的控制装置、新的软件等不断涌现，未来的发展趋势是网络化、智能化、人性化、软件组态化、控制无人化方向发展。
网络化：计算机监控系统的快速发展也是立足于计算机和网络技术的发展，在监控系统中有上位机、现地控制单元等各种各样的计算机及计算机控制装置，若它们不形成网络，则不能实现数据共享，不能充分发挥出计算机控制系统的优越性，只能起到代替常规自动控制设备的作用。
因此，计算机监控系统势必向网络化发展。
它是数据实时共享的需要，是装置共享的需要，是调度自动化和系统扩展的需要。
智能化：计算机和网络技术的高速发展，使人工智能技术得到了迅速发展，人工智能技术在机器人，汽车等领域得到了广泛的应用。
智能化也是计算机监控系统的一大发展方向。
水电站计算机监控系统
水电站计算机监控系统1·引言1·1 目的本文档旨在详细介绍水电站计算机监控系统的设计和功能，以便于了解该系统的工作原理和操作流程。
1·2 背景水电站是利用水流能产生电能的设施。
为了提高水电站的安全性和运营效率，引入计算机监控系统是必要的。
该系统能够实时监测水电站的各项参数，并提供报警、记录和控制等功能。
2·系统概述2·1 系统架构该水电站计算机监控系统采用分布式架构，由若干个子系统组成。
主要分为数据采集子系统、数据处理子系统、数据存储子系统和用户界面子系统。
2·2 系统功能2·2·1 数据采集数据采集子系统负责实时采集水电站的各项参数数据，包括水位、水压、流量等。
采集设备包括传感器、数据采集仪和信号转换器等。
2·2·2 数据处理数据处理子系统负责对采集到的数据进行处理和分析。
它能够识别异常数据并提供报警功能。
数据处理算法包括数据滤波、统计分析等。
2·2·3 数据存储数据存储子系统负责将处理后的数据存储到数据库中。
它能够实现历史数据的查询和分析。
数据库采用关系型数据库。
2·2·4 用户界面用户界面子系统提供了一个直观、友好的界面，用于展示监控数据和操作系统功能。
用户可以通过该界面实时监测水电站运行状况，并进行系统配置和操作。
3·系统详细设计3·1 数据采集子系统设计3·1·1 传感器选型和布置根据水电站的具体情况，选择合适的传感器，并进行布置。
要保证传感器的准确度和可靠性。
3·1·2 采集设备选型和配置选择适合的数据采集仪和信号转换器，并根据实际需求进行配置。
3·2 数据处理子系统设计3·2·1 异常数据检测算法设计设计一套有效的算法，用于检测和识别异常数据，并触发报警。
水电站计算机监控系统
水电站计算机监控系统在当今的电力生产领域，水电站计算机监控系统扮演着至关重要的角色。
它就像是水电站的“智慧大脑”，对整个电站的运行进行全面、精确且高效的管理和控制。
想象一下，一座庞大的水电站，有着复杂的水轮机、发电机、变压器以及众多的辅助设备。
如果没有一个强大而智能的监控系统，要确保这些设备协调运行、稳定发电，并保障安全，那几乎是不可能完成的任务。
水电站计算机监控系统的首要功能是数据采集与监测。
它能够实时收集来自各个设备和传感器的大量数据，包括水位、流量、压力、温度、电压、电流等等。
这些数据就像水电站运行状况的“晴雨表”，反映着每一个环节的工作状态。
通过对这些数据的精准采集和分析，工作人员可以在第一时间了解到电站的运行情况，及时发现潜在的问题或异常。
除了数据采集，该系统还具备强大的控制功能。
它可以根据预设的策略和条件，对水电站的设备进行自动控制。
比如，当水位达到一定高度时，系统会自动开启水轮机进行发电；当电力需求减少时，又能适时调整机组的出力，以实现最优的运行效率。
这种自动控制不仅提高了发电的稳定性和可靠性，还大大减轻了工作人员的劳动强度。
在安全保障方面，水电站计算机监控系统更是发挥着不可或缺的作用。
它能够实时监测设备的运行参数，一旦发现某个参数超出安全范围，比如温度过高、压力过大等，就会立即发出警报，并采取相应的保护措施，如紧急停机，从而避免事故的发生。
同时，系统还具备防火、防爆、防雷等多重安全防护功能，为水电站的安全生产保驾护航。
另外，该系统还具备良好的人机交互界面。
这意味着工作人员可以通过直观、简洁的界面，方便地查看各种数据和信息，进行操作和控制。
而且，系统还能够生成详细的运行报告和历史数据记录，为后续的分析和优化提供有力的支持。
随着技术的不断进步，现代的水电站计算机监控系统也在不断升级和完善。
例如，引入了智能化的算法和模型，能够更加准确地预测设备的故障和维护需求，实现预防性维护，减少停机时间和维修成本。
水电站计算机监控系统的基本技术
,第二篇水电站计算机监控系统的基本技术任务一、水电站计算机监控系统的工作原理子任务一、电站主控层的计算机监控原理电站主控层（主要由上位机组成），介于电网层与现地控制层之间，是操作员监控运行过程的主要窗口，负责对控制过程的“控、监、传”。
其“控”，就是将“人”的操作信息送入控制系统，实现运行状态的转换，其“监”，就是对系统的数据库进行管理，进而实现信息处理和送达，其“传”，就是在电网层与现地控制层之间实现信息的传递。
在水电站主控层安装有水电站计算机监控系统的历史数据库、实时数据库、历史数据库管理系统、实时数据库管理系统、上位机软件系统和人机接口界面等。
现地控制单元层的数据首先采集进入实时数据库，一方面，上位机软件根据设定的时间，通过实时数据库管理系统定时访问实时数据库的数据，并定时刷新人机接口界面，这样便于操作运行人员了解整个电站的运行情况；另一方面，实时数据库的数据定时存储入历史数据库，历史数据库可以由历史数据库管理系统进行管理，操作运行人员可以一次通过人机接口界面、上位机软件和历史数据库管理平台对历史数据进行管理、修改和查询等操作。
此外，实时数据库可以通过上位机中的远程通讯软件与电网层进行数据交换。
主控层原理见（图2-1）。
图2-1 电站主控层的工作原理简图子任务二、现地控制单元层计算机监控原理水电站计算机监控系统的现地控制单元主要包括机组现地控制单元和开关站及公用设备现地控制单元。
其中，机组现地控制单元主要在现场对机组运行实现监视和控制。
它需要直接与水电站的生产过程接口，对发电机生产过程进行监控，运行中要实现数据采集、处理和设备运行监视，同时通过局域网与监控系统其他设备进行通信，以及完成自诊断等。
同时，它要协调功能层设备如调速器、励磁装置、同期装置、备自投装置等与现地控制单元的的联动以完成调速、调压、调频以及事故处理等快速控制的任务。
在上位机系统出现故障或退出运行时，现地LCU应能够正常运行和实现对水轮发电机组发电的基本控制。
水电站计算机监控系统终
随着技术的发展，计算机监控系 统在水电站中得到了广泛应用， 为水电站的现代化管理提供了有 力支持。
目的和意义
01
提高水电站的运行效率和稳定性
计算机监控系统可以对水电站的运行状态进行实时监测和调控，及时发
现并解决潜在问题，提高水电站的运行效率和稳定性。
02
保障人员安全和环境安全
计算机监控系统可以实时监测水电站的各种安全参数，如水位、流量、
深入研究监控系统在水电站中 的实际应用效果和改进方案， 提高系统的实用性和可靠性。
探索新的技术和方法，提高监 控系统的数据处理和分析能力 ，为水电站的运营和管理提供 更加全面和深入的支持。
THANKS
感谢观看
优化了监控系统的数据采集、处理和存储功能，提高了 数据准确性和可靠性。
实现了远程监控和智能分析，为水电站的运营和管理提 供了更加便捷和高效的支持。
对未来研究的展望
进一步研究和开发更加智能化 的监控系统，提高水电站的自
动化和智能化水平。
加强监控系统与其他系统的集 成和数据共享，提高水电站的
综合管理和运营效率。
提供水电站运行管理的辅助功能，如 设备维护管理、安全管理、报表生成 等。
监控与控制子系统
负责对水电站各设备的运行状态进行 实时监控，并根据需要发出控制指令， 实现设备的远程控制。
系统功能
01
02
03
数据采集与处理
实时采集水电站各设备的 运行数据，并进行处理、 分析和存储，为监控系统 提供数据支持。
可扩展性
硬件架构应具备可扩展性， 以适应未来功能增加和规 模扩大的需求。
传感器与执行器
传感器类型
包括水位、流量、压力、温度等传感器，用于监测水电站运行状 态和参数。
水电站计算机监控系统
4）远方通信缺陷 由于变电站均采用无人值班模式，因此保证与远方的通信 畅通，确保信息的正常传输就显得尤为重要。 远方通信缺陷主要由以下两方面组成：其一是远动工作站 自身的设备问题。由于大部分监控系统的远动工作站采用 工控机等设备，因此也存在和后台系统相类似的情况，由 硬件故障造成的信息传输中断屡见不鲜。
此类缺陷严格来讲不属于监控系统自身的问题，处理时涉 及一、二次设备，消缺难度较大，特别是开关柜的小车行 程开关质量等问题结合停电处理等，缺陷延续时间长；在 某些情况下可能会导致信号接点频繁动作，造成监控系统 连续频繁报警，严重影响运行人员的正常监视，必须立即 处理。
3）网络设备缺陷 从统计数据看，目前网络通信设备的故障数量尚不大，但 其一旦发生故障则影响较大，涉及面也广，通常会造成多 个装置通信异常或全站数据采集的中断，后果非常严重， 因此必须立即处理。分析网络设备的故障原因，通常由产 品质量不良引起，尤其是各类交换机、集线器等网络通信 设备的电源问题表现尤为突出。
BACK
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目前，总装机容量为2000kW及以上的水电站多采用分层分 布式监控系统，如某电站有两台机组，采用分层分布式监 控系统，则其网络拓扑结构简图如图4-2所示。
2、计算机监控系统的优点 1）减员增效，改革水电站值班方式。 2）提高水电站的自动化水平。 3）提高水电站的供电质量。 4）提高水电站的安全运行水平。 5）提高水电站的劳动生产率和经济效益
二是总控或前置机等负责全站通信任务的关键设备。这部 分设备在较早的系统多采用工控机等设备，因此也存在和 后台系统相类似的情况，尤其是因硬件问题造成的死机现 象相对更多一些。
总之，站控层缺陷基本由软硬件问题引起，且比例大体相 当，而GPS对时系统、UPS电源等问题相对少一些。
《水电站计算机监控技术与应用》试题三答案
《水电站计算机监控技术与应用》试题三答案一、填空题1.中央处理器2.工控机IPC、可编程序控制器PLC、单片机3.基带同轴电缆、宽带同轴电缆4.按功能分布、按对象分布、复合型分布5.事故平均间隔时间、平均停运时间、平均检修时间6.显示器或触摸屏7.交流电参数、直流电参数8.数据库系统9.UML语义、UML表示法10.前端视频采集部分、监控中心部分二、选择题1、C；2、A；3、B；4、C；5、D；6、B；7、D；8、D；9、A；10、B；三、判断题1、×；2、√；3、×；4、√；5、√；6、√；7、√；8、×；9、×；10、√；11、×；12、√；13、×；14、×；15、√四、简答题1.答：（1）信息共享；（2）使现地控制单元具有最佳性能；（3）可以共享硬件设备；（4）远距离通信。
2.答：备用方式有三种：（1）冷备用方式；（2）热备用方式；（3）温备用方式。
3.答：对上位机的基本要求是：（1）应选用耐高温、防尘、防震的工业应用型产品，使之适合实时控制、能满足系统功能和性能要求。
（2）对于发电机出线电压为400 V的小型水电站，考虑到大电流引起的电磁干扰，宜配置LCD显示器。
（3）应配置数据记录设备，如刻录机、打印机等，便于历史数据与资料的记录、保存。
4.答：（1）快速性；（2）可靠性；（3）可扩性；（4）安全性；（5）便捷性。
5.答：不对。
因为数据转换精度和占用字节数之间存在着一定矛盾，它们的矛盾反映了准确性和实时性之间的矛盾。
数据转换精度越高，准确性越高，但数据的占用字节数变大，数据传输的实时性下降。
因此，需要在准确性和实时性之间进行权衡，选择合适的数据转换精度。
五、论述题答：采用分层分布式结构，分三个层次：电站主控层、现地控制单元层（LCU）和通信网络层。
电站主控层由操作员工作站（一个）、操作台以及其他办公设备组成，操作员工作站主要设备是上位机，上位机采用工控机。
水电站计算机监控系统的结构和工作原理ppt课件
一旦计算机出现故障，整个电站的运行将受到重大影响，甚至影响到
整个电网的安全，因此安全性和可靠性不高。
精品课件
5
电网层
电网层指远程调度中心，完成 遥测、遥信、遥调和遥控等任务。
1 接收各电站的监测数据、对监测数
据进行优化分析，对各电站发出控 制命令等。
电站层 2
LCU层 3
精品课件
电站层即电站主控层，指电站 中控室的微机监控中心，包括监控 服务器、监控工作站和控制显示屏 等。它完成整个电站的监控任务， 为电网层负责。接收现地控制单元 层（LCU）的监测数据，向现地控 制单元层发送控制命令等。
精品课件
11
电网调度中心
电 站 层 通讯工作站 结 构 简 图
中央控制中心
以太网
精品课件
防火墙 操作员工作站
培训工作站 通讯/打印服务器
12
现地控制单元层（LCU）的主要组成部分
1 PLC：可以对电站开关量或模拟量的采集与控制； 2 智能电参数测量仪：可代替交直流电量变送器； 3 温度巡检仪：用于测量轴瓦、定子铁芯、风冷等的温度 4 微机准同期装置：完成发电机自动同期并网； 5 微机调速器：调节水轮发电机组在各种工况下运行。 6 微机保护装置：完成机组、升压站及公用设备的保护。
历史 数据库
历史数据库管理平台
实时 数据库
实时数据库管理平台
上位机软件系统
电网层
人机接口界面 操作管理人员
通信网络
现地控制单元（LCU）
精品课件
23
ON/OFF信号
数字信号
123
CNC 仪表 计算
脉冲信号 旋转编码器
模拟信号
v
RS-485C RS-232C
新疆农村水电站技术改造计算机监控技术应用与推广分析
新疆农村水电站技术改造计算机监控技术应用与推广分析贺志博(新疆乌鲁瓦提水利工程建设管理局,和田848000)摘要:针对新疆农村水电站自动化程度低的现状,为加快农村水电站现代化建设进程,本文分析了电站实施计算机监控技术的必要性,对当前在推广应用计算机监控技术中存在的问题,提出了相应的对策和建议。
关键词:农村水电站;计算机监控;应用与推广1农村水电站自动化发展历程与现状20世纪90年代新疆建成的农村水电站约有180余座,总装机7416104kW,因限于当时的技术发展水平和经济条件,电站选用的控制保护设备普遍简单落后,自动化程度很低,存在安全性能较差、事故发生率较高、电能质量差、经济效益低等弊端,难以快速响应电网的需求,并给电站安全运行带来许多隐患。
进入21世纪以来,随着计算机技术和工业自动化控制技术日益成熟,电力生产和电网技术快速发展,新建的农村水电站监控保护设计都采用了无人值班,少人值守计算机控制技术。
近10年来,为确保已建电站的效益和安全,新疆起动了水电农村电气化建设,对一些农村水电站进行了监控保护自动化升级改造,提高了电站自动化程度和对电网的响应速度及安全生产水平,提升了农村水电站现代化水平,同时也取得了显著的经济效益,但仍有多数农村水电站亟待自动化升级改造。
2推广应用计算机监控技术的重要性21可减少水电站运行人员,提高经济效益世纪以前建设的农村水电站都采用常规简陋的自动控制系统,运行人员必须随时根据发电负荷的变化进行操作,对水轮发电机组进行调节,并对设备和水工设施进行巡视检查,在中控室进行监盘,在整点时对电站设备的运行状态及运行参数进行记录等,运行人员每天都重复着繁重的机械操作和巡视。
农村水电站实现计算机监控,使水电站设备的一些重复操作、调节、记录运行状态及参数的工作由计算机监控系统在无运行人员情况下自动完成,从而降低水电站运行人员的劳动强度,提高劳动生产率,节约电站的年运行费用和经营成本,提高水电站的经济效益,将运行人员的工作由操作设备向管理设备和综合经营电站转化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三章 计算机监控系统的数据采集与处理第一节 数据采集与处理的作用和分类数据采集是指将生产过程的物理量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。
水电站计算机监控系统的数据采集系统的任务，就是采集各类传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机；计算机根据需要进行相应的计算、处理并输出，以便实现对水电站生产过程的自动监控。
一、监控系统采集数据的分类在水电厂计算机监控系统中，数据采集与处理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。
监控系统所采集和处理的数据大致可包含如下类型：1、输入模拟量。
它是指将现场的电气量和非电气量直接或经过变换后输入到计算机系统的接口设备的模拟量,适合水电厂计算机监控系统的输入模拟量参数范围包括0～5V(dc)、0～10V(dc)、0～20mA、±5V(dc)、±10V(dc)、±20mA、4～20mA等几种；2、输出模拟量。
它是计算机系统接口设备输出的模拟量，水电厂中适用的典型参数为4～20mA或0～10V(dc)；3、输入开关量。
它是指过程设备的状态或位置的指示信号输入到计算机系统接口设备的数字量(开关量)，此类数字输入量一般使用一位“0”或“1”表示两个状态；4、输出开关量。
它是指计算机系统接口设备输出的监视或控制的数字量，在电厂控制中为了安全可靠，一般输出开关量是经过继电器隔离的；5、输入脉冲量。
它是指过程设备的脉冲信息输入到计算机系统接口设备，由计算机系统进行脉冲累加的一位数字量，但其处理和传输又属模拟量类型；6、数字输入BCD码。
它是将BCD码制数字型的输入模拟量输入到计算机系统接口设备,一个BCD码输入模拟量一般要占用16位数字量输入通道；7、数字输入事件顺序记录SOE(Sequence Of Events)量。
它是指将数字输入状态量定义成事件信息量,要求计算机系统接口设备记录输入量的状态变化及其变化发生的精确时间,一般应能满足5ms分辨率要求；8、外部数据报文。
它是将过程设备或外部系统的数据信息以异步或同步报文通过串行接口与计算机系统交换的数据。
二、水电厂的信息源水电厂的信息源可按信息类别、设备对象、控制系统结构划分，下面按设备对象划分介绍水电厂信息源：1、发电机组提供的信息源有：机组电气测量与机组运行监视信息、发电机组继电保护信息、定子绕组及铁芯温度、推力轴承和导轴承温度、轴承油温、空气冷却器进出口的水和空气温度、轴承油位、轴承的振动与摆度、推力轴承高压油系统、机组冷却系统、制动系统等；2、调速器系统提供的信息源有：机组转速接点、过速保护、导叶开度、导叶限制位置、开停机电磁阀位置、功率反馈设定、水位反馈设定、压油罐油压、压油罐油位、机组转速测量、调速器运行方式、调速器设备监视等监视控制信息；3、发电机励磁设备提供的信息有励磁主回路测量、励磁设备监视、励磁设备的保护等；4、机组/变压器断路器和开关提供的信息有主断路器位置、隔离开关位置、接地开关位置、SF6全封闭组合电器GIS气压监视、断路器和隔离刀闸操作设备的监视、各线路的电气测量监视；5、厂用交直流电源设备提供的信息有厂用变压器高低压测的电气测量和监视、断路器位置信息、厂用电源备自投监视、厂用直流系统监视；6、开关站设备提供的信息有线路和母线电气测量、断路器位置、隔离刀闸位置、接地刀闸位置、GIS气压监视、断路器刀闸操作设备的监视、开关站继电保护设备启动复归监视；7、水轮机和水泵设备提供的信息有导轴承温度、导轴承油温、导轴承油位、轴密封水流、轴冷却水流、轴空气围带气压、轴振动、导叶剪断销、导叶位置、锁定位置、桨叶位置、蜗壳水压、尾水管水位、水轮机润滑系统等监视；8、公用设备提供的信息有高压空压机系统监视、低压空压机系统监视、渗漏排水系统监视、检修排水系统监视、技术供水系统监视；9、引水系统设备提供的信息进水口闸门位置、进水阀位置、压力管道压力、平压阀门位置、上下游水位、引水管流量、引水系统控制设备控制信息等。
水电厂信息源包含大量信息，根据其特征可以分为：电气模拟量：包括电流、电压、功率、频率等，这类模拟量的主要特征是瞬时变化能力，其测量要具有较快的效应能力。
另外这类变量中可以找到直接的关联。
非电气模拟量：包括温度、压力、液位、位移、流量、振动等非电气模拟量经各类变换器变换成的电气模拟量，它们的特征是大多数变化过程较缓慢。
大部分非电气模拟量是作为运行设备的状况监视，要设定越限报警。
数字输入量：主要有数字状态类型、数字报警点类型、时间顺序点类型、脉冲累加点类型、BCD码类型。
三、水电厂数据采集的要求数据采集给水电厂计算机监控系统提供大量的过程信息，它是综合自动化系统最基本的功能，采集功能的好坏直接影响整个系统的品质。
为实现监控任务，水电厂数据采集需满足下列几个方面的要求。
（一）实时性1、对电气模拟量采集实时性的要求一般情况下，通过直流电压（或电流）变送器进行电量有效值采集的采样周期不大于1s，提高到更短的采样周期更利于实现系统的实时性。
通过交流采样方式进行电量采集电量瞬时值或波形，采样周期一般不超过2ms。
2、对非电气模拟量采集实时性的要求对那些需作出快速反应的非电气模拟量，如轴承温度、气压水压、振动摆度、发电机气隙和流量等采样不大于1s或者小于1s。
其他大多数非电气模拟量的采样周期可大于1s，但不超过2s。
3、对数字量采集实时性的要求对于数字状态点、数字报警点、脉冲累计点和BCD码的采集周期一般要求不大于1s，实际上提高采样周期并不困难，尽可能提高一些将对系统实时性更为有利。
对于SOE点的采集应有很快的响应，一般要用中断方式，如用周期方式则采样周期应满足事件顺序分辨率的要求。
（二）可靠性电力生产过程中数据采集会出现各种干扰信号，采集数据失真，严重时会破坏系统，要求对数据通道、数据接口设备和接地等硬件设备应采取有效的措施，防止干扰；软件方面也要采用防错纠错的手段。
下面是DL/T 5065——1996规定的相应最低限度值。
1、对模拟量输入通道的可靠性要求模拟量输入通道的抗干扰水平应达到：（1）共模电压大于200VDC或AC峰值；（2）共模干扰抑制比（CMRR）大于90dB直流到交流50HZ；（3）常模干扰抑制比 (NMRR) 大于60dB交流 50HZ；（4）抗静电干扰（ESD）大于2KV。
2、对数字输入通道的可靠性要求数字输入通道的抗干扰水平应达到：（1）浪涌抑制能力（SMC）大于1KV；（2）抗静电干扰大于2KV；（3）防止输入接点抖动应采用硬件和软件滤波，防抖时间约25ms；（4）抗静电干扰（ESD）大于2KV。
（三）准确性数据采集中，对于模拟量数据，准确性即测量精度，它是两个方面的综合值，一是模数转换的精度，包括受环境温度变化的影响；另一方面是模拟量变换器的精度。
其综合精度需满足生产过程监控的准确性要求。
对于数字量数据准确性要求除状态输入变化稳定可靠外，对数字SOE点还需要有状态变化的精确时间标记，其基准时钟应该是满足精度要求的。
（四）简易性数据采集随数据类型、数据量的不同使其复杂程度有所不同，为实现数据采集功能所配置的硬软件设备，需具有简易性，包括模件类型或容量增减方便，及维护测试方便。
（五）灵活性根据综合自动化系统的总体要求，对数据采集功能和性能可能有不同的要求或有修改变化的要求，如改变采样周期时间、改变报警级别、改变限定值、改变死区值等，数据采集系统可灵活设置满足上述变化要求。
四、水电厂常用的自动化元件水电厂常用的自动化元件主要包括交流电压变送器、交流电流变送器、功率变送器、直流电压变送器、直流电流变送器、压力变送器、液位变送器、流量变送器、位移变送器等。
这些变送器的输出有电压型和电流型两种，对应输出电压范围：0～5V/0～10V、—10V～10V、4～20mA等，位置元件是开关的辅助接点、位置接点等。
有关介绍见附录Ⅱ。
在计算机监控系统中，为了实现对生产过程的监测和控制，必须在计算机和生产过程之间设置信息传递和变换的连接通道，这个通道称为过程通道。
对于计算机监控系统而言，主要包括有模拟量输人、模拟量输出、开关量输入、开关量输出四类物理量信息连接的通道。
第二节 模拟量的输入与输出一、模拟量输入与输出通道模拟量的输入与输出通道，是计算机监控的一个重要组成部分。
模拟量输入通道是将生产过程的模拟量转换成计算机可以识别的二进制数后传送给计算机的通道。
模拟量输出通道是将计算机发出的控制信息传送给执行机构的通道。
1、模拟量输入通道模拟量输入通道一般由传感器、标度变换器、多路采样切换器、采样保持器、数字放大器，A/D转换器及控制电路等部分组成，如图3—1所示。
传感器能把现场的非电量转换成为电量，例如把控制现场的温度、压力、位移、流量、转速等非电量转换成为相应的电信号。
变送器能把控制现场的电量转换成为便于进行A/D转换的电信号，例如把发电机的电压、电流、有功功率、无功功率、频率等转换成为0～5V或0～10mA的电信号，以便 A/D 转换器对这些电量进行模一数转换。
标度变换器，是将生产现场经不同途径送来的不同量值的模拟信号变换成统一电平信号的转换电路，以便用标准的A/D转换器进行模一数转换。
在生产过程中，被控制的参数有不同的量纲和变化范围，例如压力的单位是P，a 压力变送器输出的电信号是0～10mA或4～20mA，而热电偶所测的是温度，图3—1 模拟量输入通道的构成单位是℃，输出的信号为10～40mV。
这些参差不齐的输出电量，是不能直接送入A/D转换器的，必须把它们变换成为标准的电压，例如统一变成0～5V 或0～10V的直流电压。
标度变换器可以完成将不同电平的输入信号变换成为统一电平信号的任务。
对于各种不同的信号，标度变换器的电路结构是不同的，有的只是一个简单的电阻分压器，有的是一个电阻网络，有的是平衡电桥。
标度变换器的电路采用哪一种形式，只能由实际被测量对象及测量要求来决定。
电路并不是越复杂越好，恰恰相反，能用简便的电路去解决实际问题才算是好的电路。
并不是所有的被测对象都需要标度变换器，如果由现场测得的电量已经满足A/D转换器的输入要求，就可以不设置标度变换器。
多路采样切换器实质上是一个多路模拟开关，它可以是电子模拟开关，也可以是机械开关如继电器。
它能依次地或随机地将各输入信号接通到公用的放大器或A/D转换器上去。
放大器的作用足将采样得来的电压信号放大到A/D转换器所要求的输入电平，而A/D转换器则是模拟量输入通道的关键元件，它负责将模拟信号转换成为微型计算机能识别的数字信号。
一般只设一个A/D转换器，利用多路开关使各模拟信号依次接通A/D转换器，在主计算机的控制下实行分时模一数转换，并把转换后的数字信号送入计算机。