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　　伴随着计算机网络和通信技术的快速发展，水电厂综合自动化水平不断提高。为了实现水电厂 "无人值班（少人值守）"的目标，对水电厂自动化和监控系统提出了更高要求。水电厂监控系统大都通过组态软件来实现，组态软件的开发与应用是水电厂综合自动化工程实施的重要保障。水电厂监控组态软件是用于数据采集和过程控制的专用软件，是位于自动化系统监控层的开发软件和开发环境，使用灵活的组态方式，可为最终用户提供快速构建水电厂监控系统的通用软件。

 

　　目前，已经有InTouch、iFIX、WinCC、组态王等成熟组态软件在水电厂监控领域得以应用，但是这些组态软件大都价格昂贵。本文将通过分析水电厂监控组态软件的人机交互图形系统，对比国内外主流组态软件，介绍水电厂监控 组 态 软 件 人 机 交 互 图 形 系 统 的 主 要 结 构 及 功 能模块。

 

　　1 图形组态系统结构

　　

　　在水电厂监控组态软件中，图形画面组态占据着重要地位。为了保证大量工程项目的方便、快捷、顺利实施，组态软件必须具备界面友好、配置简单、操作方便的特点。水电厂监控组态软件图形系统组态工具主要包括画面绘制工具、画面运行工具、趋势工具和图符工具；架构主要为图 形 平 台 层、 图 形 管 理 层 和 图 形 工 具 层。

 

　　1.1图形平台层。

 

　　图形平台层是水电厂监控系统组态软件图形系统的基础层，包括基本图素、3D图符、设备图元集、数据集、文件解析、脚本引擎、画面实体、拓扑连接和决策，主要负责图形元素的绘制、显示及提供相关的数据、操作接口。图形平台层提供了图形系统图形通用的操作和显示特性，并对之进行封装，给图形管理层、图形工具层开发提供了一个既具有很好扩展性又统一的开发接口。

 

　　1.2图形管理层。

 

　　图形管理层包括图形管理、图元管理、图元操作、图形操作、图形环境和画面管理等功能模块，为图形工具层提供图形管理、图元（图符）管理、画面管理等相关图形管理维护功能和相关接口服务。

 

　　1.3图形工具层。

 

　　图形工具层作为水电厂监控组态软件图形系统的核心部分，最基本的要求是界面友好、结构清晰、用户操作方便。应用工具软件主要包括工程人员使用的组态维护工具和最终用户使用的在线运行工具，包括画面编辑工具、在线运行工具、告警工具、图符绘制工具、曲线工具、报表工具等应用工具。

 

　　（1）画面编辑工具：用来在现场工程实施时绘制、组态水电厂监控画面，维护管理（包括增删等）画面，在各画面上根据需要 绘 制、 组 态 基 本 图 素、3D图 符、 设 备 图元、高级插件等。

 

　　（2）图符绘制工具：用来编辑图符的工具软件。通过图符绘制工具编辑好的图符可在画面编辑工具中多次应用到各画面。对于已存在的图符，可通过图符绘制工具进行修改，修改后的图符会自动更新到各画面，从而简化了画面重新组态过程，提高了工程实施效率。

 

　　（3）在线运行工具：用于在线显示组态画面，并实时刷新水电厂监控过程数据，下发过程控制命令等。

 

　　（4）告警工具：用于分类、分组显示水电厂监控系统运行过程中的告警信息，并可根据需要发出语音告警信息。这些告警信息包括实时库队列报警及历史库记录报警。

 

　　（5）曲线工具：以曲线方式显示存储在趋势数据库中的过程数据，使运行人员了解过去一段时间内过程数据的变化过程；可同时查看多条趋势曲线，通过对比分析，可观察到水电厂监控系统各监视数据的变化及关联关系。

 

　　（6）报表工具：采用Excel形式的设计界面，全面兼容Excel设计方式及Excel文件的无失真导入导出；支持多种数据源（如数据库数据源、 文本数据源、 程序数据源等），且支持多个数据源同时呈现；报表的数据会跟随数据库的更新而更新。

 

　　（7）管理工具：统一维护管理图形系统常用的组态工具，管理、配置、启动这些工具，是这些工具软件的运行平台。

 

　　（8）模板工具：用于编辑画面模板和画面样式。编辑好的模板，可通过变量替换，用于显示多个同型号设备的监控数据。模板控制面板在打开过程中能够进行参数传递，而该参数在模板中是作为变量使用的。此外，通过模板工具可制作画面样式，用于保持多个画面风格一致，一旦画面样式发生变化，应用该样式的所有画面风格都会跟随发生调整变化。画面模板和画面样式的开发应用，使工程实施过程中的工作量大大降低。

 

　　2 水电厂监控画面。

 

　　水电厂监控画面主要分为监视画面和操作控制画面。

 

　　2.1水电厂监视画面。

 

　　水电厂监视画面主要包括全厂主接线图、现地LCU模块监视图、机组温度监视图、光字牌监视画面、机组非电量监视图等。

 

　　（1）全厂主接线图主要监视各台机组状态（停机绿色、空转紫罗兰色、不定态灰色、空载黄色、发电红色、调相蓝色、检修白色）、设备开关状态（合闸红色、分闸绿色、不定态灰色）和刀闸状态（合闸红色、分闸绿色、不定态灰色）。设备参数监视信息包括线路负荷、电流、电压，母线电压、频率，机组负荷、电压、电流、频率。电气接线图中各电气设备图符应符合《水利水电工程制图标准》。

 

　　（2）现地LCU模块监视图将现地各LCU单元模块结构显示出来。当某模块故障时，监视画面中该模块会变成灰色，相应的告警信息也可在告警工具中查到。

 

　　（3）机组温度监视画面主要监视发电机组定子铁心、定子绕组温度，水轮机上导、下导、水导的油温、瓦温，进出冷却水温度，空冷器进、出空气温度和主变油温等。

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