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歐姆龍

　隨著中國水電的大規模開發，以PLC為代表的工控自動化技術推動了水電站的自動化，使其進入了工業3.0時代，達到了“無人值班、少人值守”的標準。但隨著智能時代的到來，中國水電從自動化邁向智能化的升級改造之路已經開啟征程。
從可靠控制到智能網絡
　　為了將水庫中的水能有效地轉化為電能，水電站系統通過壓力引水管和水輪機的配合實現水能到機械能的轉換，利用水輪機和發電機的聯動關系最終實現發電。因此，水電站的根本在于如何協調水庫和水機電系統之間以及水機電系統各部分之間的耦合運行。
　　毫無疑問，像水電站這樣的系統級協調運行的電能生產，只有保證自身的安全穩定，才能夠滿足不斷提升的發電要求。利用電氣自動化，不僅能夠提升水電站運行可靠性，還能提升水電站的發電效率。
　　在過去的數十年間，中國水電對自動化的需求是基本的，即基于PLC控制器為核心的自動化監控&輔控系統，實現穩定安全可靠的控制功能。這一自動化監控系統配置必須具有冗余性，技術先進性，性能指標高，設備本體安全，信息安全等。
　　如今，水電已向全以太網架構發展，關健設備需要全冗余配置，包括雙機熱備冗余PLC系統應用，網絡設備冗余，電源冗余，同時外部網絡設備之間采用互聯互通的架構，對網絡對時及高級網絡化的功能要求越來越高 。
打造水電一體化智控平臺
　　搭載EcoStruxure三層完整架構，施耐德電氣為水電行業提供了監控&輔控系統一體化的解決方案。這套完整的自底而上的全方位自動化與數字化解決方案，不但解決了水電站的自動化控制問題，更是向上打造了一條多層級的數字化和智能化水電實踐途徑。
　　施耐德EcoStruxure平臺，本身是一個面向各個行業的工業物聯網方案架構，其融合了IT與OT技術，在互聯互通的產品，邊緣控制，應用、分析和服務三個層面，全面應用于水電站計算機監控系統現地控制單元，輔控系統現地控制單元，通風空調系統，閘門現地控制單元，門機和橋機控制系統等場景應用創新。
　　互聯互通層產品層作為架構底層，是施耐德電氣提供的互聯互通的電氣自動化產品，包括：觸摸屏、變頻軟啟、馬達控制保護、傳感器、繼電器、按鈕開關等設備元件產品，都具備通用的以太網接口，可以方便地把數據傳輸到第二層的邊緣控制。
　　在核心的邊緣控制層，主要是基于Modicon M340\M580和昆騰+ ePAC，針對電力應用的IEC61850 智能通信模塊BMENOP0300。數據在第二層的邊緣控制經過處理后，通過諸如OPC UA這樣的通用協議再將數據傳輸到第三層軟件，服務與應用層。第三層基于軟件產品，例如基于物聯網的編程開發平臺EcoStruxure Control Expert，向水電企業的決策層推送數字化的監控信息、設備維護和運營分析結果。
邁向智能通信
　　行業標準化通信是邁向智能水電的關鍵使能技術。國際電工委員會制定的IEC61850規約就是一套基于網絡通信平臺的變電站自動化系統唯一的國際標準。IEC61850規范了數據的命名、數據定義、設備行為、設備的自描述特征和通用配置語言。使不同智能電氣設備間的信息共享和互操作成為可能。
　　針對基于IEC61850的水電站智能通信規約，施耐德電氣從硬件到軟件，再到網絡架構，提供了全面的賦能手段。
　　硬件部分，施耐德電氣通信模塊BME NOP 0300的主要相關特點包括：支持昆騰+ ePAC熱備冗余系統、 支持RSTP菊花鏈環、網絡恢復時間最長50ms、支持IEC61850 MMS 服務器、支持IEC61850 MMS 客戶端、支持GOOSE報文、支持IEC 61850-7-4, -7-410定義的邏輯節點、支持IEC 61850-7-3, -7-410 定義的CDC、支持NTP協議，分辨率1ms……等等。
　　軟件方面，基于施耐德電氣EcoStruxure Control Expert工程開發平臺，通過IEDCT建模功能可以實現MMS 服務器功能，水電項目開發只需要簡單的5個步驟即可完成建模，邏輯節點、數據類型，數據屬性都支持拖拉、批量一鍵添加、篩選、導入導出等功能，可大大節省編程時間，輕松實現IEC61850 通信。
　　在施耐德電氣提供的支持IEC 61850 通信的智能化水電站網絡架構中，在監控LCU層，采用IEC61850 MMS Server通信方式與上位機通信，同時采用IEC61850 MMS Client/GOOSE通信方式與輔控PLC/保護裝置等通信;而監控LCU遠程IO層則采用Ethernet/IP環網采集過程實時數據。在這個架構中，NOP模塊同時支持路由功能，實現輔控PLC/智能IED裝置等與上位機通信，廠站級網與各過程層網都保持獨立網段。由此帶來的是豐富的設備信息有利于電站預防性維護，減少信號線纜節省成本，打破信息孤島，有利于整個電廠的運行最優化和智能決策，為水電站接入智能電網打下基礎。
水電智控，施家領航。在中國水電邁向智能化升級的道路上，施耐德電氣憑借穩定可靠的電氣自動化硬件、行業領先的SOE等技術性模塊，簡單而強大的編程軟件和完整的一體化智能網絡架構，持續不斷地為水電行業撰寫波瀾壯闊的新篇章。

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