當(dāng)前，全球大部分國(guó)家都把節(jié)能減排作為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略之一，水力發(fā)電由于其能源可再生且無(wú)污染、運(yùn)行成本低、高效靈活、便于進(jìn)行電力調(diào)峰等優(yōu)點(diǎn)，成為各國(guó)優(yōu)先開(kāi)發(fā)的首選能源。
四川樂(lè)山電力公司旗下的兩個(gè)水電站：象鼻嘴電站（裝機(jī)容量7000KW）和月兒山電站（裝機(jī)容量1500KW），都是混流式水電站（混流即水流是徑向流入水輪機(jī)，軸向流出，一般中高高度水頭，即20-700M水頭都用這種類型的水輪機(jī)）。
水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)目前均按對(duì)象設(shè)計(jì)，采用分層分布、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有典型的三層結(jié)構(gòu)：主控層、通信層、現(xiàn)地層。 主控層、通信層（廠級(jí)控制單元）一般由集成商提供�，F(xiàn)地層又稱現(xiàn)地控制單元(LCU)，具備保護(hù)、測(cè)量及控制等所有功能，并遵循保護(hù)相對(duì)獨(dú)立和動(dòng)作可靠性的原則，且不依賴于通訊網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)管理層，能獨(dú)立完成監(jiān)控和保護(hù)的功能，符合部分標(biāo)準(zhǔn)要求。象月水電站的現(xiàn)地控制LCU都是由菲尼克斯電氣提供，每個(gè)機(jī)組LCU應(yīng)用菲尼克斯電氣大型PLC-AXC3050 2套；公用及開(kāi)關(guān)站LCU采用菲尼克斯電氣中型PLC-AXC1050 1套；輔機(jī)（泵站）LCU采用菲尼克斯電氣小型PLC-INLINE131 4套；SOE模塊采用菲尼克斯電氣高速AXLDI32點(diǎn)模塊；現(xiàn)地LCU與主控層均采用MODBUS-TCP通訊協(xié)議。
象鼻嘴水電站處于山區(qū)，施工作業(yè)面��；來(lái)水量受季節(jié)變化影響大，工程實(shí)施時(shí)適逢春季，因此，施工進(jìn)度要求比較緊急。得益于菲尼克斯電氣產(chǎn)品與技術(shù)的特性，電氣工程技術(shù)人員從了解工藝到協(xié)助集成商編程調(diào)試、與上位聯(lián)調(diào)直至電站并網(wǎng)成功，只用了15天時(shí)間，無(wú)論是安裝公司還是甲方技術(shù)人員，對(duì)菲尼克斯都贊賞有加。
菲尼克斯電氣的控制系統(tǒng)非常適合集成商在水電站建設(shè)中使用：
1、菲尼克斯電氣CPU模塊，集成了電源、網(wǎng)口、以及多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等硬軟件功能，這種一體化的設(shè)計(jì)，可以省去很多選型、設(shè)計(jì)等麻煩，減少中間環(huán)節(jié)，提高設(shè)計(jì)與應(yīng)用可靠性；
2、本項(xiàng)目所使用的三種不同性能的控制器均集成Modbus TCP client/server功能，可十分方便與水電行業(yè)主流的計(jì)算機(jī)監(jiān)控上位平臺(tái)通訊。同時(shí)對(duì)于機(jī)組CPU控制器，比如3050控制器，它可以與多達(dá)32個(gè)設(shè)備（包括上位與其他設(shè)備）進(jìn)行Modbus TCP通訊，利于集成方案設(shè)計(jì)；
3、強(qiáng)大的IO擴(kuò)展功能，可以擴(kuò)展到63個(gè)，因此，對(duì)于設(shè)計(jì)遺漏造成現(xiàn)場(chǎng)需要增加IO點(diǎn)數(shù)，可以輕松解決；
4、本項(xiàng)目中使用的PC WORX編程開(kāi)發(fā)環(huán)境，全中文界面，支持IEC61131-3規(guī)范的編程語(yǔ)言，通過(guò)SFC（順序功能圖）編程語(yǔ)言形象化的顯示開(kāi)機(jī)、停機(jī)等流程狀態(tài)，一目了然。另外，PC WORX還提供其他便捷功能，比如：監(jiān)控/調(diào)試接口用于顯示變量狀態(tài)、覆蓋/強(qiáng)制變量或配方；斷點(diǎn)，單步；實(shí)時(shí)邏輯分析器；程序如修改，修改后可在線下進(jìn)行安裝等，對(duì)于編程調(diào)試人員簡(jiǎn)單易學(xué)、直觀方便；
5、系統(tǒng)IO模塊，均采用直插式聯(lián)結(jié)，既可以預(yù)接線，也可以現(xiàn)場(chǎng)快速布線，無(wú)需轉(zhuǎn)接端子，輕松、省力、可靠。
6、IT Powered：支持各種IT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IT與OT的融合。
眾所周知，水電站的發(fā)電量大小一方面受制于上游來(lái)水量的大小，另一方面受制于用電負(fù)荷需求的大小，因此，水電站需要服從電網(wǎng)調(diào)度，于是，水電站最大的控制需求來(lái)自于變化的電網(wǎng)調(diào)度，從0需求到滿發(fā)，而且這種需求是動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)的，也就是我們所說(shuō)的調(diào)峰與調(diào)頻。因此，控制系統(tǒng)需要可靠響應(yīng)這些需求，并且需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)這些需求，進(jìn)行順控，當(dāng)然時(shí)間越短越好。菲尼克斯電氣產(chǎn)品與技術(shù)的優(yōu)勢(shì)確保了電站對(duì)于控制系統(tǒng)在可靠性與及時(shí)響應(yīng)方面的需求：
菲尼克斯電氣提供的Axio系列控制系統(tǒng)無(wú)論是CPU模塊還是IO模塊抗沖擊性能可達(dá)30g。同時(shí)采用直插式端子連接，無(wú)需轉(zhuǎn)接，沒(méi)有螺釘，抗震動(dòng)性能可達(dá)5g，充分消除電站啟停機(jī)時(shí)震動(dòng)所造成的不可靠影響�？稍�-25℃~60℃環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)EN 61000-6-2抗電磁干擾測(cè)試，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)A級(jí)，即可在電場(chǎng)強(qiáng)度為10V/m區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，非常適用于水電站現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的電磁環(huán)境。
本項(xiàng)目所使用的菲尼克斯電氣AXC 3050 PLC 控制器性能強(qiáng)大：CPU主頻達(dá)1.3GHz，位處理能力（1Kbit）僅為1µs，并具有3個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)口。另外，本地總線采用菲尼克斯電氣AXIO背板總線技術(shù)，處理速度達(dá)100M，包括4M的程序內(nèi)存與8M的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，這些都可以保證整個(gè)下位控制系統(tǒng)快速的響應(yīng)上位要求與快速采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)給到上位。
現(xiàn)代水電站的設(shè)計(jì)要求是無(wú)人化或者少人化值守，因此，對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)，除了自動(dòng)化程度高以外，還要易于維護(hù)和調(diào)試，菲尼克斯電氣的控制系統(tǒng)可以使維護(hù)和調(diào)試工作簡(jiǎn)單易行，例如：
1、控制器可擴(kuò)展SD卡，SD卡存儲(chǔ)IP地址及程序等信息，更換控制器無(wú)需設(shè)置，直接插入原SD卡即啟動(dòng)。
2、豐富的診斷信息：模塊診斷，模擬量通道診斷，控制器運(yùn)行溫度等，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方診斷。
3、通信接口，可供下載（和上傳）應(yīng)用程序鏡像，以及（冷/暖/熱）啟動(dòng)和關(guān)閉PLC。
4、CPU控制器集成SQL協(xié)議，可以與數(shù)據(jù)庫(kù)直接連接。
水電作為可再生能源，以及清潔能源，一直被全球各國(guó)所廣泛使用。目前，水電作為成熟的能源形式，一方面在向智能方向發(fā)展，一方面在向可靠送電方向發(fā)展。由于中國(guó)電網(wǎng)屬于主干型電網(wǎng)，水力發(fā)電的不穩(wěn)定性，會(huì)影響主干網(wǎng)的電力輸送，因此，國(guó)家正在推進(jìn)抽水蓄能電站，保證水電的使用率；另一方面，智能電網(wǎng)的興起，對(duì)于電站的智能化也提出了要求，比如IEC61850規(guī)約的使用，菲尼克斯電氣可以提供符合IEC61850規(guī)約的控制器與IO產(chǎn)品與技術(shù)，滿足智能電站的需求。
菲尼克斯電氣致力于為中國(guó)清潔能源、智慧能源貢獻(xiàn)力量
