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目前在工業自動化領域具有代表性的控製方式可分為：單板機和單片機係統、可編程控製器（PLC）、工業控製機（IPC) 和計算機集散控製係統（DCS）等(deng)四(si)類(lei)。隨(sui)著(zhe)現(xian)代(dai)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)機(ji)和(he)可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)以(yi)及(ji)計(ji)算(suan)機(ji)集(ji)散(san)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)正(zheng)處(chu)在(zai)相(xiang)互(hu)融(rong)合(he)的(de)發(fa)展(zhan)階(jie)段(duan)。而(er)PCC ，即ji計ji算suan機ji可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi，就jiu是shi其qi中zhong相xiang互hu融rong合he而er產chan生sheng的de先xian進jin代dai表biao，它ta被bei認ren為wei是shi代dai表biao了le當dang今jin工gong業ye控kong製zhi技ji術shu的de一yi大da趨qu勢shi。它ta麵mian向xiang控kong製zhi並bing經jing濟ji高gao效xiao地di集ji成cheng了le己ji廣guang為wei工gong 控界熟悉的PLC 和IPC（工控機）的de特te點dian。通tong過guo兩liang者zhe的de相xiang互hu融rong合he，取qu長chang補bu短duan，從cong而er以yi較jiao高gao的de性xing能neng價jia格ge比bi，構gou成cheng當dang代dai高gao水shui平ping的de工gong業ye控kong製zhi平ping台tai。而er水shui電dian廠chang，由you於yu其qi控kong製zhi的de複fu雜za性xing和he多duo對dui象xiang、多層次等特點，使得其控製在實時性、可靠性等方麵往往不盡人意！而PCC 的出現，使得這幾個方麵得到了較大的改善。可以預見，PCC 將在今後更廣泛地應用到水電站計算機監控係統中。
1 方案的比較
水電站監控係統是實現水電站綜合自動化的基礎，而現地控製單元，即LCU 是(shi)水(shui)電(dian)站(zhan)計(ji)算(suan)機(ji)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)基(ji)礎(chu)和(he)核(he)心(xin)，其(qi)性(xing)能(neng)的(de)好(hao)壞(huai)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)著(zhe)整(zheng)個(ge)計(ji)算(suan)機(ji)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)況(kuang)。在(zai)目(mu)前(qian)的(de)水(shui)電(dian)站(zhan)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)中(zhong)，較(jiao)普(pu)遍(bian)的(de)LCU 設計為工控機加PLC , 但也有單純以工控機或PLC 為控製器的係統。下麵對這幾種方法進行比較。
(l) IPC 控製。這種控製方式的結構圖如圖l ：這種結構的線路設計極為複雜，且不能滿足實時性和可靠性等要求。很少有電站采用此方案。
圖1 以IPC為控製器的LCU 結構圖
(2) PLC 控製。在這種控製結構中，PLC 不但負責順序、數據處理等，還需要實現與上位機和現地設備等的通信。其結構圖如圖2 ：單純采用PLC為控製器的LCU，雖sui然ran結jie構gou比bi較jiao簡jian單dan，但dan也ye有you很hen多duo不bu盡jin人ren意yi的de地di方fang。可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi是shi按an一yi般ban工gong業ye環huan境jing，采cai用yong標biao準zhun化hua設she計ji的de，可ke靠kao性xing高gao，抗kang幹gan擾rao性xing能neng好hao，但dan它ta事shi件jian分fen率lv不bu高gao，不bu能neng滿man足zu水shui電dian廠chang事shi件jian高gao分fen率lv的de要yao求qiu；另外其通信功能和數據處理能力受到一定的限製，一般的PLC無論是通信接口還是所支持的通信協議，都很難滿足與多智能設備實現通信的要求。也有可以滿足通信要求的，如Quantum 係列PLC，但其價格較為昂貴，性價比不高。
圖2 以PLC為控製器的LCU 結構圖
(3) IPC+PLC 。這是目前較普遍的LCU 的控製方式。在這種控製係統中，IPC主要負責數據處理，完成與上位機的網絡通信和PLC等通信，實現人機接口等，而可編程控製器完成數據采集和順控功能。其結構圖如圖3 ：由圖可知，PLCzhiyujizukongzhixiangguandeshebeilianjiezaiyiqi，erwenduxunjianyihedianliangcekongyidengzhinengshebei，youyubucanyujizukongzhi，zhixianshiyujizufutaixiangguandeyixiecanshu，yinciyugongkongjitongguotongxinlianjiezaiyiqi，yougongkongjifuzebashangchuandexinxijinxingchuli。
zaizhezhongkongzhiweishizhong，gongkongjizuoweijisuanjijiankongxitongneibuwangluoshangdeyigejiedian，gezhongshujujingguogongkongjisongdaowangshanggegejiedian，kongzhiminglingjinggongkongjixiadadaokongzhiqidengshebei。yinci，gongkongjidekekaoxingxiandefeichangzhongyao，gongkongjiyidanguzhang，zhenggekongzhixitongerhutanhuan。budanzaishangweijishangxiafadekongzhiminglingwuxiao，qiezaixiandiderenjijiemianshangyewufacaozuo。suirangongkongjishigongkongchanpin，danyouyutadefengshan、硬盤驅動器、軟盤驅動器等旋轉部件的存在，可靠性就降低了很多。且這種結構比較複雜。
圖3 以IPC + PLC 為控製器的LCU 結構圖
(4) PCC 控製。PCC是一種新興工業技術，它集中了IPC和PLCliangzhedeyoudian，qigaokekaoxinghekangyuraonengliyijiqiangdadetongxingongneng，shizhizaigongyekongzhifangmianjuyouwukebinideyoushi。yinweishuidianzhangongzuohuanjingbijiaoelie，kongzhirenwufanzhong，qieduishijianfenbianlvyaoqiujiaogao，xuanyongyibandeIPC 或PLC 很難滿足要求，因此我們選用PCC 作為現地控製單元的核心控製器。其結構和以PLC為處理器的LCU 的結構相同。（見圖2）由圖可以看出，以PCC 為核心的現地控製單元結構簡單。且由於PCC 具有強大的通信功能和多任務的實時編程環境，使計算機監控在結構、技術路線、實現方法上都有所創新。
2 硬件設計
PCC 硬件是標準模件結構，全部模件均為固態插入或標準化結構組件。在底板總線上的設計采用了係統總線和I/O 總線分離布置的結構特點，大大提高了係統的可靠性和抗幹擾能力。並提供多種接口卡和通訊模塊，使得PCC 和多種智能設備的通信成為可能。由於PCC具有以上這些優點，因此以PCC作為核心控製器的LCU 的硬件線路設計便相對簡單。其典型配置如圖4 。
圖4 典型配置圖
每塊基板配置一電源模塊，主基板和從基板的電源模塊型號不同 。整個係統用一CPU 模塊統一 協調管理，並根據需要配置相應的輸入、輸出模塊等。
麵板開入信號、轉速接點信號、保護信號、狀態信號等通過DI模塊輸入PCC ，經用戶程序判斷處理後，發出相應的輸出信號到DO 模塊，控製輸出繼電器動作，從而控製二次電氣回路。
PCC和調速器、勵磁、保護、輔機等裝置除用硬接線I / O 點交換信息外，還可用RS 一485 通信實現信息交換，有效的保證了係統的可靠性和信息的完整性。加之PCC設備本身己充分采取了電氣隔離技術，因此在設計LCU 的電氣回路時，在抗幹優技術環節上便可大大節省人力。
3 軟件設計
PCC采用分時多任務的操作係統，將任務定性地分成不同的等級，不同的任務等級設置不同的循環時間 ，使shi任ren務wu的de處chu理li具ju有you一yi定ding的de優you先xian級ji區qu別bie。對dui實shi時shi性xing要yao求qiu較jiao高gao的de任ren務wu可ke設she置zhi為wei高gao等deng級ji的de，相xiang對dui地di對dui時shi間jian要yao求qiu沒mei那na麼me嚴yan格ge的de任ren務wu可ke設she置zhi為wei較jiao低di等deng級ji的de任ren務wu。這zhe樣yang就jiu可ke保bao證zheng係xi統tong對dui一yi些xie中zhong斷duan請qing求qiu的de實shi時shi快kuai速su響xiang應ying。同tong時shi邏luo輯ji任ren務wu的de添tian加jia，並bing不bu影ying響xiang整zheng個ge控kong製zhi程cheng序xu的de循xun環huan時shi間jian，因yin而er也ye不bu會hui影ying響xiang係xi統tong控kong製zhi的de精jing度du。對dui水shui電dian站zhan監jian控kong係xi統tong來lai說shuo，可ke將jiangLCU 的控製任務劃分成以下任務塊，並確定其優先級。
Timer＃1[4ms] 事件順序記錄
GPS對時
Cyclic＃1[20ms] 采樣
故障處理
事故迫憶
Cyclic＃3[100ms]機組開機控製
機組停機控製
輔機控製
狀態判斷
參數設置、處理程序
Cyclic＃4[20ms] PCC 熱插拔時的處理
電量儀通訊
三菱PLC 通訊
溫度巡檢儀通訊
保護係統通訊
由於GPS 對時是保證整個係統精度的首要因素，事件順序記錄SOE 是關乎整個監控係統性能優劣的關鍵要素，於是將其設置為最高優先級。其次為采樣、故障處理和事故追憶子程序，其循環時間為20ms 。至於開停機等控製操作和參數處理，我們將其循環時問設置為100ms，優you先xian級ji次ci於yu采cai樣yang等deng子zi程cheng序xu。各ge通tong信xin子zi程cheng序xu的de優you先xian級ji別bie最zui低di。係xi統tong隻zhi有you在zai響xiang應ying完wan優you先xian級ji別bie高gao的de任ren務wu請qing求qiu時shi，才cai會hui處chu理li該gai級ji別bie的de任ren務wu請qing求qiu。
4 該係統優點
本文吸收先進的全開放的監控設計思想，將工業控製領域裏一項先進的技術和產品一一PCC , 引進到水電站的控製當中 , 使水電站監控係統無論是在技術上還是結構上都有了一個新的突破。
(1）結構簡單，層次清晰。拋棄了現地控例單元配置PLC和工控機雙CPU 的煩瑣做法，使PCC擔負起順序控製、數據處理、於上位機通信等多重任務。使電站監控係統形成電站級和現地控製級雙重網絡結構，符合先進的分布式設計思想。
(2）維護方便。PCC 的軟件編程環境支持在線或離線模擬，使得程序的修改和維護更直觀、方便。
(3）便於擴充和升級。硬件和軟件都采用模塊化設計，易於係統擴充配置和維護。
(4）性能優良。PCC 各模塊都采用光電隔離技術，抗幹擾能力強。
(5）節省開發時間。PCC 的優良性能使得在抗幹擾設計等環節大大減少了工作量。
5 小結
這(zhe)種(zhong)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)，而(er)且(qie)因(yin)其(qi)層(ceng)次(ci)清(qing)晰(xi)，模(mo)塊(kuai)化(hua)配(pei)置(zhi)等(deng)特(te)點(dian)減(jian)少(shao)了(le)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)的(de)發(fa)生(sheng)。對(dui)於(yu)在(zai)目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)地(di)方(fang)投(tou)資(zi)不(bu)足(zu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)加(jia)快(kuai)中(zhong)小(xiao)型(xing)水(shui)電(dian)站(zhan)的(de)建(jian)設(she)步(bu)伐(fa)是(shi)很(hen)有(you)促(cu)進(jin)作(zuo)用(yong)的(de)。
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