水利部珠江水利委员会科学研究所数字水利高级研修班教程
远程自动化监控技术水利部珠江水利委员会科学研究所第一章 概 述
远程监控系统的基本结构
远程监控系统设计原则及功能水利部珠江水利委员会科学研究所远程监控系统的基本结构投影仪公共网络局域网管理工作机远程监控机数传电台数传电台数传电台模拟屏服务器局域网监控机管理工作机闭路监视器
PLC 数据采集器现场控制网络镜头水位,水质,压力,温度,闸门 大坝变形,渗流,应力 …
雨量 … 电参数,阀门,机组,泵 …
水利部珠江水利委员会科学研究所
远程监控系统设计原则
全面规划、分项目、分阶段结合工程建设逐步实施；
采用技术先进、稳定性好、抗干扰能力强的自动化监测系统的仪器与设备；
具有使用灵活，维护方便，功能及扩充性强的特点；
分清项目的主次。
水利部珠江水利委员会科学研究所
远程监控系统基本功能
数据采集功能
数据通信功能
数据管理功能
系统自检功能
系统显示功能
优秀的监控管理系统软件
防雷、抗干扰功能
监测数据外部接口水利部珠江水利委员会科学研究所第二章 水文自动测报系统
（水情、雨情、水质）
水情自动测报系统
水质监测系统水利部珠江水利委员会科学研究所水情自动测报系统数据采集,目前一般只自动采集降雨量和水位值两个参数，系统多采用超短波通讯技术；常规 使用翻斗式雨量计和浮子式水位计。
水利部珠江水利委员会科学研究所超短波通讯水情自动测报系统一般由遥测站、中继站和中心站组成。下图为遥测站的结构图 。
太阳能电池板蓄电池测量装置电源定时器上电控制装置接口电路
CMOS
单片机编码单元调制解调器 发射机天线水利部珠江水利委员会科学研究所水情测报系统流程遥测站自动实时采集、暂存和发送水情数据；
中心站能及时对洪水过程进行预报，做出防洪方案中继站以信息再生或模拟方式转发遥测数据；
中心站实时接收遥测数据，并进行存储、打印及数据处理系统可与用户其他监控、管理计算机及上级计算机管理系统交换信息。
水利部珠江水利委员会科学研究所水质监测系统
设置水质监测站,自动采集电导率,温度,
浊度,PH值,ORP值,溶解氧,氨氮等重要水质参数；
对未实现自动采集的重要水质参数,人工检测后输入；
建立水质数据库；
建立预测分析模型,水质评价等模型 。
水利部珠江水利委员会科学研究所第三章 闸群泵站计算机监控系统
闸门计算机监控系统
泵站计算机监控系统水利部珠江水利委员会科学研究所闸门监控系统结构简图闸控室主控机 打印机上级网现地监控单元闸门闸门闸门闸门闸门闸门闸门闸门现地监控单元 现地监控单元 现地监控单元水利部珠江水利委员会科学研究所
u 自动监测上,下游水位及各扇门的开度和运行状态信息
u 可实现近地控制,远程控制
u 根据设定模型自动控制启闭闸门
u 故障告警,越限告警功能及告警自动记录功能
u 显示／打印统计报表
u 动态图形显示闸门启闭过程和各类操作
u 建立当地实时数据库,历史数据库
…
闸门监控系统主要功能水利部珠江水利委员会科学研究所
u泵站主机的监测与控制
u泵站辅机的监测与控制 (油,气,水等公用系统 )
u 泵站供电系统的监测与控制 (主变,母线,站变等 )
u电气保护
u 主要运行参数有,I,V,P,Q,cosΦ,f,I励,
V励； 压力,流量,H上,L下,叶片角,温度；开关,
刀闸闭合信号；故障预告,事故信号及信息
u 主要控制有：主机开,停,叶片调节,励磁调节；进出口流道闸阀；辅机操作,油,气,变压器；
公用设备 （ 供电系统 ）
泵站监控系统主要内容水利部珠江水利委员会科学研究所泵站监控系统示例（单机）
打印机 大屏幕投影仪 工作站 服务器
HUB
前置机打印机现地监控单元 现地监控单元 现地监控单元 现地监控单元图 5 单机配置系统结构示意图水利部珠江水利委员会科学研究所第四章 水库大坝安全监测系统
安全监测的对象
系统及仪器的选择水利部珠江水利委员会科学研究所
u变形监测,水平位移,垂直位移,挠度,
倾斜
u渗流监测,测压管,渗压计,渗流量
u 应力监测,混凝土应力,钢筋应力,岩石应力,土压力水库大坝安全监测的对象水利部珠江水利委员会科学研究所
u自动化监测,测点选择,报警系统,准确度,人工比测
u监测仪器的选择
u仪器鉴定水库大坝系统及仪器的选择水利部珠江水利委员会科学研究所第五章 水电站自动化监控系统
分层控制
系统结构及功能
系统主要性能指标水利部珠江水利委员会科学研究所自动化复杂程度电厂控制层机组控制层功能组控制层驱动层 装置范围生产过程图 7 水电厂控制层的划分水电厂的分层控制结构水利部珠江水利委员会科学研究所
u数据的采集和处理
u开关量监视记录和事件顺序记录 (Sequence of Events,SOE)
u事故追忆和故障录波
u正常的控制和操作
u紧急控制和恢复控制
u自动发电控制 (Automatic Generation Control )
u自动电压控制 (Automatic Voltage Control )
u人机接口
u通信
u自诊断
u仿真培训
u自动处理水电厂事故水电厂的系统功能水利部珠江水利委员会科学研究所
u 实用性 （ 即响应速度 )
u可靠性／可利用率
u可维修性
u系统安全性
u可适应性或可扩性
u简单性和经济性
u使用寿命水电厂的系统主要性能指标
远程自动化监控技术水利部珠江水利委员会科学研究所第一章 概 述
远程监控系统的基本结构
远程监控系统设计原则及功能水利部珠江水利委员会科学研究所远程监控系统的基本结构投影仪公共网络局域网管理工作机远程监控机数传电台数传电台数传电台模拟屏服务器局域网监控机管理工作机闭路监视器
PLC 数据采集器现场控制网络镜头水位,水质,压力,温度,闸门 大坝变形,渗流,应力 …
雨量 … 电参数,阀门,机组,泵 …
水利部珠江水利委员会科学研究所
远程监控系统设计原则
全面规划、分项目、分阶段结合工程建设逐步实施；
采用技术先进、稳定性好、抗干扰能力强的自动化监测系统的仪器与设备；
具有使用灵活，维护方便，功能及扩充性强的特点；
分清项目的主次。
水利部珠江水利委员会科学研究所
远程监控系统基本功能
数据采集功能
数据通信功能
数据管理功能
系统自检功能
系统显示功能
优秀的监控管理系统软件
防雷、抗干扰功能
监测数据外部接口水利部珠江水利委员会科学研究所第二章 水文自动测报系统
（水情、雨情、水质）
水情自动测报系统
水质监测系统水利部珠江水利委员会科学研究所水情自动测报系统数据采集,目前一般只自动采集降雨量和水位值两个参数，系统多采用超短波通讯技术；常规 使用翻斗式雨量计和浮子式水位计。
水利部珠江水利委员会科学研究所超短波通讯水情自动测报系统一般由遥测站、中继站和中心站组成。下图为遥测站的结构图 。
太阳能电池板蓄电池测量装置电源定时器上电控制装置接口电路
CMOS
单片机编码单元调制解调器 发射机天线水利部珠江水利委员会科学研究所水情测报系统流程遥测站自动实时采集、暂存和发送水情数据；
中心站能及时对洪水过程进行预报，做出防洪方案中继站以信息再生或模拟方式转发遥测数据；
中心站实时接收遥测数据，并进行存储、打印及数据处理系统可与用户其他监控、管理计算机及上级计算机管理系统交换信息。
水利部珠江水利委员会科学研究所水质监测系统
设置水质监测站,自动采集电导率,温度,
浊度,PH值,ORP值,溶解氧,氨氮等重要水质参数；
对未实现自动采集的重要水质参数,人工检测后输入；
建立水质数据库；
建立预测分析模型,水质评价等模型 。
水利部珠江水利委员会科学研究所第三章 闸群泵站计算机监控系统
闸门计算机监控系统
泵站计算机监控系统水利部珠江水利委员会科学研究所闸门监控系统结构简图闸控室主控机 打印机上级网现地监控单元闸门闸门闸门闸门闸门闸门闸门闸门现地监控单元 现地监控单元 现地监控单元水利部珠江水利委员会科学研究所
u 自动监测上,下游水位及各扇门的开度和运行状态信息
u 可实现近地控制,远程控制
u 根据设定模型自动控制启闭闸门
u 故障告警,越限告警功能及告警自动记录功能
u 显示／打印统计报表
u 动态图形显示闸门启闭过程和各类操作
u 建立当地实时数据库,历史数据库
…
闸门监控系统主要功能水利部珠江水利委员会科学研究所
u泵站主机的监测与控制
u泵站辅机的监测与控制 (油,气,水等公用系统 )
u 泵站供电系统的监测与控制 (主变,母线,站变等 )
u电气保护
u 主要运行参数有,I,V,P,Q,cosΦ,f,I励,
V励； 压力,流量,H上,L下,叶片角,温度；开关,
刀闸闭合信号；故障预告,事故信号及信息
u 主要控制有：主机开,停,叶片调节,励磁调节；进出口流道闸阀；辅机操作,油,气,变压器；
公用设备 （ 供电系统 ）
泵站监控系统主要内容水利部珠江水利委员会科学研究所泵站监控系统示例（单机）
打印机 大屏幕投影仪 工作站 服务器
HUB
前置机打印机现地监控单元 现地监控单元 现地监控单元 现地监控单元图 5 单机配置系统结构示意图水利部珠江水利委员会科学研究所第四章 水库大坝安全监测系统
安全监测的对象
系统及仪器的选择水利部珠江水利委员会科学研究所
u变形监测,水平位移,垂直位移,挠度,
倾斜
u渗流监测,测压管,渗压计,渗流量
u 应力监测,混凝土应力,钢筋应力,岩石应力,土压力水库大坝安全监测的对象水利部珠江水利委员会科学研究所
u自动化监测,测点选择,报警系统,准确度,人工比测
u监测仪器的选择
u仪器鉴定水库大坝系统及仪器的选择水利部珠江水利委员会科学研究所第五章 水电站自动化监控系统
分层控制
系统结构及功能
系统主要性能指标水利部珠江水利委员会科学研究所自动化复杂程度电厂控制层机组控制层功能组控制层驱动层 装置范围生产过程图 7 水电厂控制层的划分水电厂的分层控制结构水利部珠江水利委员会科学研究所
u数据的采集和处理
u开关量监视记录和事件顺序记录 (Sequence of Events,SOE)
u事故追忆和故障录波
u正常的控制和操作
u紧急控制和恢复控制
u自动发电控制 (Automatic Generation Control )
u自动电压控制 (Automatic Voltage Control )
u人机接口
u通信
u自诊断
u仿真培训
u自动处理水电厂事故水电厂的系统功能水利部珠江水利委员会科学研究所
u 实用性 （ 即响应速度 )
u可靠性／可利用率
u可维修性
u系统安全性
u可适应性或可扩性
u简单性和经济性
u使用寿命水电厂的系统主要性能指标
