水电站综合自动化系统是电站安全、稳定、高效运行的重要保证。我国水电发展比较迅猛，但自动化水平一直不高。近几年随着计算机及电子信息技术的飞速发展和日益成熟，技术先进、性能可靠的微机综合自动化系统开始得到了广泛的应用。本文在对国内外水电站综合自动化系统深入研究的基础上，结合项目自身的特点，完成了HR-2000小水电综合自动化系统的设计、安装和调试工作。系统采用开放的分层分布式控制体系结构，主要由主控层和现场控制单元层构成。通过对各种方案的比较，本文提出了一种适合小水电的“PLC＋触摸屏”的机组控制模式，并在对机组控制流程充分掌握的基础上，完成了对PLC的选型、I／O点的配置，给出了详细的机组自动开停机流程图，并通过宏指令函数实现了触摸屏与PLC的数据交换。论文还对水电站控制系统中采用的联锁设计进行了介绍，详细阐述了同期接线设计及其改进方法。此外本文介绍了系统通讯网络的软硬件结构，现场控制单元层采用RS-485和CAN现场总线作为数字通信方式，主控层利用交换机组成快速以太网。通过组态软件和网络适配器对不同的通讯方式和规约进行转换，利用自由口通信和ModBus规约实现PLC与上位机的通讯。最后本文结合现场调试情况，针对现有自动准同期装置的不足，提出了模糊控制的策略和具体实现，并利用MATLAB进行了仿真。