多线程技术在鸡冠岩电站微机监控系统中的应用

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1、多线程技术在鸡冠岩电站微机监控系统中的应用摘要：介绍了先进的全开放分层分布式微机监控系统在鸡冠岩电站的应用，系统主控级设备采用多线程技术进行软件编程，现地控制级设备则采用新型的一体化工作站和ＰＬＣ进行组合，两级设备通过高速以太网进行互连，系统安全、稳定性高，数据传输快，操作直观简便。关键词：微机监控多线程开放系统全分布　　１概述　　鸡冠岩电站共装有４台水轮发电机组，总装机容量为０．９ＭＷ，分别有１１０、１０、０．４ｋＶ母线各一条，机组出口１０ｋＶ母线通过升压变压器与１１０ｋＶ母线连接，电能经１１０

2、ｋＶ出线送入电网。微机监控系统设计目标是：（１）电站按少人值班进行总体设计和系统配置，不设常规控制系统；（２）电站的日常运行完全依靠计算机系统，继电保护装置的动作和故障信息通过串行通讯口与监控系统通讯；（３）对全厂各种运行设备的状态及工况进行全面监视；（４）实现对发、输电设备的自动化操作和控制；（５）当各运行设备出现运行异常或运行参量超出正常运行值时进行语音、图形、文字报警；（６）实现各种采集数据的二次计算及历史数据的处理；（７）系统采用全开放分层分布式冗余配置，在主控级设备或通讯网络故障时，现地

3、控制单元均能独立完成监控操作；（８）分布式数据库及软件模块化、结构化的设计，使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。　　２微机监控系统硬件结构　　微机监控系统结构模式采用当前国际上流行的全开放分层分布式新一代微机监控系统。按电站的控制层次和对象，系统共分为两层。　　２．１系统主控级　　系统主控级设备包括一台配备２１寸高分辨率显示器的工业控制计算机、Ａ３宽幅针式打印机、调制解调器、语音报警装置、ＵＰＳ、ＧＰＳ时钟装置等设备。　　主控级配置一台高性能工业控制计算机完全能胜任对已经由分散在现地控制单元中的

4、一体化工作站处理过的监视和控制等数据的处理。通过语音处理软件利用汉语普通话，可以对电站故障和事故发语音告警信号。利用调制解调器，通过专用线路，可使电站与调度中心保持联系，传送电站数据接收调度指令。系统采用ＧＰＳ卫星同步时钟设备作为接入一个标准时钟，通过ＲＳ４８５网络使监控系统中各节点设备能够接收标准时钟输出的串行数字对时信号和脉冲对时信号，以供主控级计算机和现地控制级ＩＰＣ、ＰＬＣ进行对时，以确保各ＳＯＥ事件顺序记录具有统一的时基。　　２．２现地控制级　　电站现地控制单元包括４面机组顺控屏和１面公

5、用屏和其它一些辅助控制屏。　　各现地控制单元内的一体化工作站与上层的主控级计算机连接在同一局域网上，实现资源的共享及分布处理，而一体化工作站又与机组ＰＬＣ及各信号装置、采集装置等设备通过串行工业总线连接，其在这一结构中起到桥梁与分隔的作用。另一方面有了它能使各现地控制单元实现数据分布处理并独立完成控制任务，这种数据与功能的分布性带来了更高的可靠性与灵活性，也有利于电站微机监控系统的分步实施与投运。　　２．２．１机组顺控屏　　每面机组顺控屏中主要有一体化工作站、不间断电源、微机自动准同期装置、机组转

6、速信号器、剪断销信号器、温度巡检仪、综合电量采集、ＰＬＣ等装置，各装置的硬件连接组成如图１所示。每台机组配备一套微机自动准同期装置完成机组并网操作。每台机组还单独配置一套综合电量采集装置，使用单独的ＰＴ进行数据测量，保证采集的数据准确可靠。　　　　　　２．２．２公用屏　　公用屏中主要装置有一体化工作站、不间断电源、手动准同期装置、综合电量采集、ＰＬＣ。屏柜中各装置的硬件连接组成类似图１所示，在此不再重复。公用屏中设置了一套手动准同期装置，能够在机组微机自动准同期装置故障的时候通过选择开关选择相应的

7、同期点完成机组的并网操作。　２．３系统网络结构　　系统中选用１０Ｍｂｐｓ以太网，采用总线型网络拓扑结构，此结构简单且可扩充性好，当需要增加节点时，只需在总线上增加一个分支接口便可与节点相连，当总线负载过重时还可以扩充总线，符合监控系统开放性设计要求。监控系统通讯组网图如图２所示。　　　　　　３多线程技术在鸡冠岩电站微机监控系统软件中实现　　３．１多线程技术概述及其优点　　监控系统软件的各功能模块，都是按照进程来编制的。进程就是应用程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。一个任务只会有一个进程，系统

8、中每一个进程都在自己独立的内存地址空间运行，每个进程又可以同时执行多个线程，但有且只有一个主线程，各线程可分别完成不同的功能。线程是操作系统分配ＣＰＵ时间的基本实体，每个线程占用的ＣＰＵ时间由系统分配，系统不停的在线程之间切换，进程中的线程共享进程的虚拟地址空间，可以访问进程的资源，处于并行执行状态。每个线程可以指定优先级，优先级高的线程调用次数比优先级低的线程频繁。在对监控系统软件编程过程中充分利用多线程技术的优势，可极大提高软件稳定、安全和高效性。　　在传统的ＤＯＳ操作系统下，