摘要：目前國內(nèi)一大批水利水電工程已建成投入運營或正在建設(shè)中，隨著水電站無人值班（少人值守）和在線監(jiān)測、故障診斷及狀態(tài)檢修工作的不斷深入開展，對水電站基礎(chǔ)自動化的發(fā)展提出了新的要求，為基礎(chǔ)自動化推廣應(yīng)用開辟了廣闊的空間。 基礎(chǔ)自動化承擔(dān)水電站機(jī)組和輔機(jī)設(shè)備正常運行狀態(tài)的監(jiān)視和測量，HMI就是測量和監(jiān)視數(shù)據(jù)的主要工具，本文主要介紹的水利水電行業(yè)的系統(tǒng)的原件和HMI在里面的作用，還有就是的HMI的界面的設(shè)備的方法和具體內(nèi)容。在最后為大家介紹的是WEINVIEW的HMI的在此行業(yè)核心特別功能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控VNC。
關(guān)鍵詞：水電站，自動控制，HMI，WEINVIEW，智能化
一 引言
隨著水電站無人值班（少人值守）和在線監(jiān)測、故障診斷及狀態(tài)檢修工作的不斷深入開展，以及電力體制的改革，對水電站基礎(chǔ)自動化的發(fā)展提出了新的要求，同時計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)場
總線技術(shù)的飛速發(fā)展給水電站自動化系統(tǒng)無論在結(jié)構(gòu)上還是功能上，都提供了一個廣闊的發(fā)展空間。水電站自動化系統(tǒng)應(yīng)該成為一個集計算機(jī)、控制、網(wǎng)絡(luò)以及多媒體為一體的綜合系統(tǒng)。本文就WEINVIEW的HMI在水電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用作些探討。
二 水電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和HMI的作用
目前，水電站自動化系統(tǒng)大多取消或簡化常規(guī)控制手段，采用全計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。一般采用全分布、開放式結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)通常可以分成兩大部分，一是對全廠設(shè)備進(jìn)行集中控制的部分，稱之為廠級或廠站級監(jiān)控系統(tǒng)；另一部分是位于水輪發(fā)電機(jī)層、開關(guān)站等設(shè)備附近的控制部分，稱為現(xiàn)地控制系統(tǒng)。現(xiàn)地控制系統(tǒng)的主要組成部分就是現(xiàn)地控制單元LCU（LocalControlUnit）。
其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。
圖1 水電站自動化系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)圖
WEINVIEW HMI主要是應(yīng)用在現(xiàn)地控制單元。在這個單元中，觸摸屏作為HMI人機(jī)界面，通過與智能控制器PLC通訊，監(jiān)控現(xiàn)場的模擬量采集裝置、開關(guān)量輸入輸出板、自動同期裝置、溫度巡檢裝置等。
圖2 現(xiàn)地控制單元實物照片
在此案例中，HMI采用WEINVIEW的15英寸彩色液晶觸摸屏MT8150X，具備以下特性：
- 高速500MHz CISC CPU，數(shù)據(jù)處理快，支持多媒體音視頻處理；
- 高分辨率15寸液晶顯示，高亮度、寬視角；
- 觸控面板高靈敏度、高精度；可至少連續(xù)觸控10萬次；
- 內(nèi)置電源隔離保護(hù)器，保證了在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性；
- 支持VNC和EasyAccess遠(yuǎn)程監(jiān)控功能；廠級控制和現(xiàn)地控制更好融合；
- 大容量存儲空間，記錄事件記錄和模擬量的趨勢圖，極大的方便的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄要求和數(shù)據(jù)變化的隨時的監(jiān)控。
三 WEINVIEW HMI軟件與界面設(shè)計
本系統(tǒng)的HMI MT8150X，采用EasyBuilder8000
組態(tài)軟件進(jìn)行畫面的設(shè)計，以及和PLC控制器的通訊組態(tài)，簡便使用。
圖3為HMI的軟件編程，左邊的目錄樹，進(jìn)行窗口選擇，和每個窗口上的元件地址；右邊地址檢視，方便查看到HMI內(nèi)部或PLC寄存器的使用情況和窗口分布；
圖3 EasyBuilder8000軟件編程
根據(jù)現(xiàn)地控制系統(tǒng)的要求，HMI的畫面至少要實現(xiàn)4個功能：
- 開機(jī)與停機(jī)的流程監(jiān)控
- P/Q有功無功調(diào)節(jié)控制與附屬設(shè)備控制
- 開出量、事故、故障、開入量狀態(tài)顯示
- 模擬量監(jiān)視
實現(xiàn)效果如以下圖所示
圖4 站1現(xiàn)地控制單元的HMI主畫面
這是HMI的系統(tǒng)主畫面，可以很清晰的看到整個系統(tǒng)的組成部分，也可以方便的使用功能鍵跳轉(zhuǎn)到每個部分的頁面。
圖5 開機(jī)流程圖
圖6 停機(jī)流程圖
圖7 P/Q有功無功調(diào)節(jié)控制
圖8 附屬設(shè)備控制
圖9 開出量、事故、故障、開入量狀態(tài)顯示
圖10 模擬量監(jiān)視
四、通過VNC遠(yuǎn)程監(jiān)控
VNC (Virtual Network Computing)是虛擬網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)的縮寫，是一種優(yōu)秀的遠(yuǎn)程控制工具。VNC由客戶端(vncviewer)和服務(wù)器(vncserver)組成。
WEINVIEW HMI就相當(dāng)于一個VNC服務(wù)器。HMI的顯示畫面通過以太網(wǎng)同步顯示到客戶端，客戶端可以遠(yuǎn)程監(jiān)視控制HMI；類似于計算機(jī)的遠(yuǎn)程桌面，比如QQ等即時通訊軟件的遠(yuǎn)程協(xié)助。
客戶端可以使用：PC VNC軟件（如VNC Viwer），IE、Firefox等瀏覽器輕客戶端、手機(jī)VNC軟件（iOS、Anaroad等支持）。
圖11 VNC遠(yuǎn)程監(jiān)控功能示意圖
在水電站現(xiàn)地控制系統(tǒng)里面，每個站點有多個機(jī)柜，每個機(jī)柜上都放置了HMI，作為現(xiàn)場監(jiān)控。WEINVIEW HMI具備的VNC遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，使得用戶在廠級控制系統(tǒng)中的總控制室，就可以通過以太網(wǎng)遠(yuǎn)程查看控制HMI的畫面，同步操作，實現(xiàn)對廠級控制系統(tǒng)和現(xiàn)地控制單元的結(jié)合，達(dá)到現(xiàn)場無人值守，省力有效。
以PC端客戶端操作為例，介紹步驟：
1、打開VNC Viwer客戶端，輸入HMI的IP地址，譬如是192.168.1.100。
2、然后輸入密碼。
回車后，即可將該HMI的畫面在該計算機(jī)上顯示，就如你在HMI面前一樣。如下圖所示。此時，使用鼠標(biāo)也可以操作該HMI畫面上的物件。
五：結(jié)束語
此水電站自動化現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)采用WEINVIEW MT8150X HMI，已被國內(nèi)幾個大中型水電站所采用。而且在這個行業(yè)的龍頭OEM企業(yè)在成為設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置，從系統(tǒng)運行情況來看，在各種方式下設(shè)備操作正確無誤，數(shù)據(jù)采集與通訊正常，系統(tǒng)可靠性高，上位機(jī)監(jiān)控也很正常，各項性能滿足水電站自動化系統(tǒng)的要求。
特別是WEINVIEW的MT8150X的HMI的強(qiáng)大的監(jiān)控和控制功能，高端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用VNC功能不僅為水電站的運行、維護(hù)減少了工作量及生產(chǎn)成本，為實現(xiàn)現(xiàn)代化水電站“無人值班”(少人值守)的運行管理模式創(chuàng)造了條件。而且讓水電站的的自動化更加的完善，
