电排站工程计算机监控系统包括计算机监控系统、微机保护系统和图像监视系统三个部分。

1、计算机监控系统
1）机组电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率等。
2）站用电变压器绕组温度、合闸、分闸、自动、手动等。
3）10KV 进线电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、绕组温度等。
4）10KV进线合闸、分闸、自动、手动等。
5）励磁低压进线电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率等。
6）水泵推力轴承温度、水导轴承(湿度)温度等。
7）泵站防洪闸门全开、全关、正在上升、正在下降、锁定、手动、自动等。
8）清污机运行、停止、过负荷动作、自动、手动等。
9）皮带传输机启动、自动等。

2、微机保护系统
      对10 kV进线、母联实现保护，如时限电流速断、低电压、单相接地保护等；
对变压器（10 kV侧）实现保护，如时限电流速断、过负荷、温度过高保护等；
对10KV主电动机实现保护，如电流速断、过负荷、低电压、失步保护等。

3、图像监控系统
前池——监视前池和清污设备运行等情况；
站外——监视主厂房大门侧站外环境和皮带输送机运行等情况；
堤岸——监视防洪堤岸环境及安全运行等情况；
防洪闸——监视外江和防洪闸闸门运行等情况；
主厂房——监视主厂房设备运行等情况；
水泵层——监视主机组设备运行等情况；
中控室——监视中央控制室设备运行等情况；
配电室——监视配电室设备运行等情况。

      如图显示，PLC对下端各设备状态等信息进行采集后，上传至上端监控软件，经处理后，存储到数据库中，并在图形界面和模拟屏上显示出来。监控软件通过通讯模块，实现对下端PLC的控制。报表系统为独立子系统，直接调用数据库历史数据。

      群控中心通过计算机图形界面，可以对下端各电排站总体把握，集中调度，以达到整个电排系统的整体控制，体现群控的理念。
      电排站集中监控中心通过计算机图形界面，对本辖区下端设备集中控制。
      在现地层，可以通过LCU的操作面板进行手动控制，对每个下端设备实现分区控制。
      当LCU的操作面板发生故障，无法使用时，不影响集中监控层对机组LCU的控制。 2.2 常用控制方式介绍

系统控制模式有三种：
1、远程监控
       可在闸站群监控中心进行远程监控，要求所有数据可靠传输。
2、自动控制：
        电排站可在监控系统设定的模式下自动运行。如：按照设定的程序进行机组的开、停机运行；按照设定的程序进行报表的自动生成和打印等。
3、手动控制：
        能在现地LCU上直接控制机组开、停。手动控制与自动控制可以通过现地LCU上的转换开关进行设置。

      本工程计算机监控系统采用分层分布式结构，控制权限分三级（不包括常规的控制层—即在高低压开关柜或现场控制箱通过按钮开关进行的控制），从高到低依次为：现地监控层LCU，集中监控层操作站（双主机热备用），远程控制（即在水利闸站群监控中心进行控制）。
      在机组的LCU屏上各设置集中/现地监控层的控制权切换开关，只有切到“远程”时，集中监控层主机才能实施控制和调节命令。当切换开关切到“现地”时，只能通过现地LCU屏上的控制开关实施控制和调节命令。当机组LCU的操作面板发生故障时，不影响集中监控层对机组LCU的控制。

        工程监控子系统分工程集中（远程）监控层和现地监控层。

集中（远程）监控层

      定时从LCU采集全站机组、公用设备、线路开关、母线、闸门等生产设备的运行参数和运行状态，更新实时数据库。在CRT上显示运行监视图、操作结线图等各种画面，以及趋势曲线，各种一览表、测点索引等，定时刷新画面上的设备状况和运行数据，使运行人员可清晰地监视全站的运行状态、操作状态过程和报警信息。
      响应LCU确认后上送的模拟量越/复限、开关量状变和监控系统自诊断故障等各种事件，根据预置要求进行语音、音响、简报、事件一览表登录，自动推出相应画面和事故处理提示、画面闪光和变色、打印事故追忆记录等。

1）运行人员在控制台通过CRT向LCU发出各种控制调节命令，监视操作全过程，并可在必要时干预控制操作的执行。操作命令包括以下几种：
机组启、停；断路器的合、分；辅助设备的启、停等。
2）在操作执行过程中，CRT将显示操作各主要阶段进行的过程，命令菜单上当前执行和已完成的步骤将显示不同颜色，某步骤完成后，相应的设备图标将改变图符和颜色，在操作一览表上登录操作结果或失败原因。

3、统计报表
      计算机监控系统对监控范围内的设备运行情况进行统计记录，可以自动生成各类报表、日志。
      统计的主要内容如下：
1）主机组的相关状态参数：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、定子的三相绕组温度、电机轴承温度、推力轴承温度、水泵水导轴承湿度、水泵水导轴承进油油压、电机励磁装置状态、电机控制断路器状态、电机保护系统状态、出水防洪闸状态、清污机状态等；
2）10KV母线的状态参数：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、10KV母线控制断路器状态、10KV母线保护系统状态等；
3）站用变、励磁变的状态参数：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、温度、高低压侧控制断路器（负荷开关）状态等；
4）水位：内江、进水池、外江、集水井等处的即时水位及水位状态；
5）厂房内温度：主厂房、中控室、高压室等处的即时温度；
6）辅助设备：包括供油系统、供水系统、排水系统、防洪闸、清污机、皮带机等的参数或状态；
7）故障及报警：对监控范围内的设备以及监控系统本身出现的故障和事故，系统都能够及时相应地给出故障或事故报警信号并进行统计记录。
      根据电排站提供的基本资料，按照电排站的实际需求，系统生成实用而齐全的报表系统，同时提供与《泵站八项经济技术指标》考核内容有关的基础数据。总的报表内容主要如下：
1）根据系统提供的基础数据，可生成的对机组的考核内容包括排水能源单耗、排水量、排水成本、单位功率效率、排水效率、安全运行率等数据；
2）根据电排站对机组运行的管理需要，系统相应地设置了各机组运行记录表。该报表统计了包括电动机电量和温度量、水泵流量和扬程、机组的开停机时间等相关内容。管理人员只要输入相应的开始日期、结束日期，就可以查询到该时段的机组运行情况记录。
3）各机组的历史运行记录，可以按年、台、第次分别查询相应的项目。
4）对于各公用设备如主变压器、站用和励磁用变压器等的运行情况，系统也相应地设置报表，统计相关的必要内容，查询办法类似。
5）对监控范围内的设备以及监控系统本身可能出现的故障和事故，系统同样相应地设置了故障和事故报警统计记录表。管理人员可以在必要时对历史故障和事故报警统计记录进行查询和打印。

通讯功能
        与各现地监控层LCU的通讯；

      人机接口包括彩色屏幕显示器（CRT）、键盘、鼠标和打印机，它不但为运行人员提供对整个系统监控的各种手段，而且具有对监控系统在线自诊断，投、退设备功能，其实现的功能如下：
调画面、一览表、测点索引；
趋势显示的设置和启动；
模拟量限值的修改；
对全站可控设备发出控制操作命令；
各种参数的设置；
报警确认和画面清闪；
各种运行日志、一览表打印。

6、自诊断及冗余管理
1）自诊断：当计算机系统及各种单元发生故障或发生错误时，自诊断程序能正确地判断出故障内容，能对外部设备和计算机硬件进行自检，指出故障设备，以便迅速更换。
2）自动切换：当主服务器故障时，能将控制权自动切换到备用服务器。

3.1.2 现地监控层LCU功能

      现地级监控层LCU直接控制和监视主设备的运行，在整个系统中，它作为一个智能终端，但也可以作为独立的装置单独运行。
1、机组LCU的主要功能
1）数据采集及处理
（1）开关量采集及处理
a.状态开关量的采集及处理
      机组LCU按周期扫查全部开入量，进行状态检查，更新数据库，在开关量发生变位时，可以产生事件记录，并根据控制流程进行动作处理或接点复归处理。处理内容事先根据机组的运行要求编写在控制流程之中。当事故类信号变位时，LCU根据流程控制机组进行事故停机。如属于故障类信号变位时，LCU则进行登录和报警处理。所有事件记录，流程的执行情况不仅保存于机组LCU，还全部送集中监控层。
b.中断开关量的采集与处理
      中断开关量具有中断能力，响应速度快，可按其变位发生时间形成事件记录。
水泵、电机、防洪闸、供油、供水、机组的励磁、保护等事故信号作为中断开关量输入。机组LCU一旦收到这些表明机组发生事故的信号，会立即中断当前的工作，快速转到事故流程进行处理。
（2） 模拟量采集与处理
a.电气模拟量
       电气模拟量的采集由相应机组的微机保护装置内的测量模块或多功能电表及相关测量变送器完成。机组的采集参数包括：电流、电压、有功、无功、频率、功率因素、励磁电流电压等电量参数。
b.温度量
      温度量也采用微机保护装置内的温度模块进行采集，采集对象包括电机定子（或电机定子表面）、轴承和水泵推力轴承、水导轴承（水导轴承测量湿度）等。
根据运行需要，可设置以上模拟量低低限（LL）、低限（L）、高限（H）、高高限（HH）报警值，系统提供越复限报警及处理功能。
2）控制与操作
       机组LCU可以接受上位机或LCU屏上的输入命令，执行相应操作。机组LCU通过其输出继电器的接点去动作现场设备，分别作用于断路器、电磁阀、油泵等现地设备。
机组的控制操作将编写以下主要流程：
a.机组开机顺序控制流程；
b.机组停机顺序控制流程和紧急停机流程；
c.机组事故报警流程；
d.故障、事故音响处理流程；
e.其它流程。
3）诊断功能
      机组LCU具有对本身的硬件及各控制单元进行全面的保护性自我检验功能，并根据检验结果采取相应的保护性措施，防止出现不良结果。LCU同时向主机报告诊断的结果，根据自诊断记录，值班维护人员可以了解LCU装置工作是否良好，指导处理异常情况。
4）通信功能
         机组LCU与集中监控层的通信。通过以太网实现，通信的主要内容有：
将LCU采集到的各种信息、正在执行的控制操作、内部自诊断结果即时送上主机。接受主机的控制命令等。

公用LCU功能
      由于公用LCU采用与机组LCU相同的控制结构及设备，因此，其数据采集与处理，控制与操作，自诊断，通信等方面的基本功能，与机组LCU大致相同。
（1） 监控和测量的主要内容
       用LCU监控和测量的内容主要如下：
监控的主要内容：10KV进线、母联高压断路器；站用变高低压侧断路器、排水泵、供水泵等。
       测量的主要内容：10KV进线、母联三相电流，电压，有、无功功率；站用变高低压侧三相电流，电压，有、无功功率；站变和站内外温度；水位测量（内江水位、前池水位、外江水位）。
（2）公用LCU的主要控制流程
        主要控制流程有以下几个：
10KV进线、母联断路器控制；
站用变高低侧断路器控制；
排水控制；
供水泵控制；
故障、事故音响处理流程。
3）诊断功能
      公用LCU具有对本身的硬件及各控制单元进行全面的保护性自我检验功能，并根据检验结果采取相应的保护性措施，防止出现不良结果。LCU同时向主机报告诊断的结果，根据自诊断记录，值班维护人员可以了解LCU装置工作是否良好，指导处理异常情况。
4）通信功能
      公用LCU与集中监控层的通信。通过以太网实现，通信的主要内容有：
将LCU采集到的各种信息、正在执行的控制操作、内部自诊断结果即时送上主机。接受主机的控制命令等。

3.2 微机保护子系统功能分析

       微机保护系统功能包括保护装置和监控系统对保护装置的监控两部分。

3.2.1 保护装置

       微机保护装置的保护装置分别对1回10 kV进线、1回母联、1台主站用变、3台主电动机进行测量、保护。其功能如下：
1、对10 kV进线、母联实现的保护功能
a、时限电流速断保护—动作于跳闸；
b、低电压保护--------动作于跳闸；
c、单相接地保护------动作于报警。
2、对变压器（10 kV侧）实现的保护功能
a、时限电流速断保护—动作于跳闸；
b、过负荷保护—------时限动作于信号；
c、温度过高----------动作于信号。
3、对10KV主电动机实现的保护功能
a、电流速断保护—----动作于跳闸；
b、过负荷保护—------动作于跳闸；
c、过负荷保护--------动作于报警；
d、低电压保护—------动作于跳闸；
e、失步保护—--------动作于跳闸。

3.2.2 保护装置的监控

       监控系统对保护装置实施有效而及时的监控。监控内容包括对保护装置采集的保护对象的数据进行统计、分析、存储和结果输出。

3.3 图像监视子系统功能分析

图像监控系统功能要求如下：
1、图像自动切换和自动扫描
      图像可根据系统预定的时间设置好的显示终端设备上显示并能进行自动切换，显示不同监控点的图像，同时计算机可对监控点的镜头的变焦、聚焦、光圈，全方位云台的上、下、左、右进行控制和操作，且每个全方位摄像点的摄像机可以设定为自动扫描方式，即摄像机通过全方位云台进行上下左右来回扫描，及时掌握各监控点区域范围内的运行情况。
2、图像手动切换
     图像可由使用者自己控制在各监控点之间进行切换。
3、图形可控
     系统可对摄像机的镜头的变焦、聚焦、光圈，全方位云台的上下左右任意组合的方向进行控制和操作，使用户能够得到自己满意的图像效果。
4、多画面分割
        系统能够通过多画面分割器，可在计算机上对多个摄像点的图像同时进行观察，并任意组合以多画面方式显示，能够以16画面、9画面、6画面、4画面、2画面或单画面灵活显示。
5、图像存储和回放
      本视频监控系统通过系统应用软件自动把数字图像存储到硬盘上，可通过系统播放软件将图像播放出来。并可以用硬盘录像进行图像回放。
6、多级口令设置及操作设置
       在视频监控系统中提供三级安全和保密控制：一是一般查询功能；二是操作功能，能对系统进行操作，既可以进行查询，也可以进行控制；三是系统管理员，除了具有操作员的一切功能外，还能对系统进行修改和扩充。为了保证系统安全性，各种登录都需要口令。
7、设备自身维护和检测
      系统软硬件具备自动的通讯检测和自我维护功能，对系统自身故障能及时予以告警和记录，同时误操作和部分故障不会导致系统崩溃。
视频系统可根据计算机监控系统所提供的报警信息，在生产设备事故或故障的情况下，开启各相应设备，及时地将摄像机的镜头对准其现场，对报警点按预定方案进行现场录像取证。在被监视设备操作的同时，镜头能自动地转向该设备显示其画面，同时，提示运行人员是否录像。
8、系统可分区控制
        视频监控系统可对业主的要求按权限进行分区控制及分组同步切换。
9、图像压缩传输功能
        系统可将各监控点的图像进行压缩处理后，可通过LAN/WAN、ISDN、DDN等方式传输到所需的远方任何一个地点。
10、浏览、控制功能
        系统通过以太网交换机与计算机相连，可对摄像点的设备进行控制，经授权可浏览前端的图像。
11、在线帮助、学习系统和多媒体演示解说系统
       系统软件提供在线的帮助功能，同时提供交互式的学习功能。经大屏幕多媒体背投链接组成高黎电排站工程演示解说系统。
12、历史资料查询
      系统可对用户指定时限内的图像、数据信息进行记录，以便于查询和打印。
13、特殊恶劣环境下运行
      系统满足在特殊恶劣环境（如夜晚微光、暴风骤雨环境）下，正常对现场实时图像监视功能。

3.4 系统时钟统一功能

      设GPS设备一套，用于整个电排站计算机监控系统时钟的对时和同步。时钟系统提供10口基于RS232的对时通道，对计算机校对时间。当设备发生事故造成跳闸动作等情况时，监控系统立即以中断方式响应并自动显示、记录和打印事故名称及时间；记录和打印相关设备的动作情况，自动推出相关画面，作事故原因分析及提示处理方法，计算机监控系统能将发生的事故及设备的动作情况按其发生的先后顺序记录下来。
      本系统同步时钟采用GPS2020GPS时钟（单系统）用户端GPS接受标准时钟信号，并利用计算机平台进行系统处理后，分发至各应用设备，从而实现系统时钟同步。

       操作系统采用MicroSoft中文NT操作系统。
       Windows NT 是当今最流行的网络操作系统，具有实时多任务、功能强大、多用途等特点，无论是作为局域网中的文件服务器，广域网中的域控制器，还是作为Internet服务器，Windows NT无不发挥着巨大的作用，它已取代了NetWare系统而成为最受欢迎的网络操作系统。

      系统监控软件需采用商业化的进口名牌公司的工业组态软件，系统基于MicroSoft Windows NT或MicroSoft Windows 2000平台，有良好的兼容性、准确性和可靠性。监控子系统软件可在Fix、Cimpicity、Intouch、FactoryLink、WinCC监控软件中选择。
      工业控制系统软件应是完全开放的系统，支持各种软件工业标准如：DDE，OLE，ACTIVE X，ODBC，TCP/IP，OPC等，并提供一组进行二次开发的工具和手段，以便生成完全满足要求的监控系统。充分采用客户/服务器体系结构，使监控系统能够提供数据在网络上的全面集成和共享。监控软件除提供一组包括实时/历史趋势、包茎、花名编辑、报表、关系数据库直接组态登录的基本功能外，还有SPC，服务器冗余，RECIPE，TRACK，WEB GATEWAY，PAGER，历史数据分析，多种PLC/DCS通讯驱动程序等多种可选项。
    上位机监控软件采用当前最先进的技术、系统的配置和画面的组态具有方便性，而且系统的体系结构完全灵活的和开放的，它通过策略和画面组态在上位机上实现对工业控制系统的监测与控制，具有动态画面、事件触发、报警、趋势、报表输出、历史数据存储等功能，能体现良好的通用性，灵活性，开放性，可靠性和性价比。
      系统采用图形界面（GUI）为操作人员和系统开发人员提供监控环境，在这个环境中实现数据采集、数据处理、状态监视、远程控制、报警、趋势、数据登录和生成报表等基本功能；除此之外，还有如下特点：
1、系统支持建立在标准工业以太网环境下的客户机/服务器的体系结构，支持这种网络体系结构的网络协议TCP/IP。
2、系统监控软件报警配置和处理也是基于客户机/服务器的体系结构。
3、上位机监控软件内部可以提供多种基于事件的数据处理的方式，包括：事件驱动的算术和逻辑运算、逻辑关系运算、报警状态处理、定时器、对数和指数运算、三角函数、按位运算、字符串处理、数制转换、工程量转换以及取平均值、最大值、最小值、取中间值、记录历史值等功能在内的统计运算。
4、足够的关于应用运用的各种信息，包括数据、报警、用户、计算机资源状况以及所发生的故障。
5、一个配置信息的交叉参考的工具，使得用户可以快速定位一个需要查找的配置信息。
6、一组上位机监控系统功能调试的工具，包括调试数据窗口、故障报告窗口、数据电流蓝图、快速浏览趋势窗口、通讯状态窗口以及PLC故障窗口等。
7、画面配置环境基于标准的界面环境，用户可以使用24位真彩色构造画面，画面支持多种对象格式。提供一个具有丰富、美观的图形符号的符号库，并且用户可以方便的使用和维护该符号库。
8、系统的趋势图窗口具有相当的灵活性，同时可以显示多个趋势曲线，趋势窗口中可以划分窗格共享同一个X轴，趋势窗口中的Y轴可以有多个，并且可以在同一个窗口中同时显示实时和历史趋势。
9、上位机监控软件具有设备的管理和调度功能，提供一个类似于Microsoft Outlook的基于日历的组态环境，以便设置基于日历时间的设备调度方案。
10、上位机监控软件还提供全面支持冗余能力，包括支持上位机的冗余、控制系统的冗余和通讯电缆的冗余。

      工程计算机监控系统采用MicroSoft SQL数据库管理系统。
       MicroSoft SQL Server 是一个全面的、集成的、端到端的数据解决方案，它为企业中的用户提供了一个安全、可靠和高效的平台用于企业数据管理和商业智能应用。