火电厂监控（通用11篇）
火电厂监控 篇1
1 序言
在火力发电厂中,热工及电气系统的自动化水平,在很大程度上反映整个电厂节能经济调度运行管理水平。随着机组规模容量的进一步扩大、智能自动化水平的进一步提高,大中型电厂已将电能生产运营过程中越来越多服务控制对象纳入到统一的电厂集散控制系统(DCS)中。电气和热工间系统功能特性和自动化水平不协调问题一直是制约电厂继电保护系统发展的重要瓶颈。从20世纪90年代中后期开始,电厂电气监控系统(ECS)中的发变组、厂用电等系统陆续在DCS中展开集中监控,但由于当时建设技术水平的影响,电厂电气系统中的数字化继电保护和自动控制装置,依然采用I/O模件硬接线方式接入DCS系统,没有真正实现电气测量、保护、监控等数据信息通信共享和互操作功能。为实现电厂监控保护智能自动化功能,取消常规硬接线方式,采用通信方式将电气监控系统纳入到DCS监控中,实现火电厂机、炉、电的集控运行,是当前火力发电厂继电保护研究的焦点问题之一。将火电厂ECS系统的数据信息资源通过网络通信方式,实时准确接入到DCS监控中,成为电厂自动化监控系统发展的一种方向,在新建和改造大中容量机组继电保护工程中得到广泛的推广应用[1]。
2 火电厂ECS电气监控系统应用现状
DCS是火力发电厂监测、调控、保护的核心自动化系统,除了常规控制锅炉、汽轮机,以及公用辅助设备装置的协调控制系统(CCS)、顺序控制系统(SCS)、炉膛安保系统(FSSS)外,随着科学技术的进一步发展和电厂监控保护技术要求的进一步提高,汽轮机调速控制系统(DEH)、电气监控系统(ECS)等,也被纳入到DCS监控之列。目前,ECS系统中仅有部分重要信号通过硬接线方式接入到DCS集散控制系统中,进行集中动态监控,如:送风机、磨煤机等重要辅机的起停信号,厂用电分支线路开关动作信号等;绝大部分数据信号则经ECS系统的网关机通过光纤以太网实现与DCS网关机间数据信息的传输,比如:辅机设备装置运行电流、电压、功率等[2]。此种通信方式,虽然结构较为简单,但由于DCS监控将ECS系统作为数据信息采集前端,然后根据内部功能需求从ECS系统网关机上获得少量电气监控数据信息,也就是只有少部分电气设备装置能通过DCS系统完成运行工况性能的监视、操控和保护功能,绝大部分电气设备装置依然停留在ECS系统中进行独立操作控制,无法实现电厂智能一体化控制。另外,智能自动化电厂系统的建设,需要接入DCS系统的电气设备装置较多,接线较为复杂、通信点数量庞大,基本都在三四千点左右,有的大型电厂甚至出现上万个点,在常规硬接线方式下,不仅会增大设备投资,同时还会由于数据量的剧增引起DCS系统无法实时刷新数据,导致DCS监控操作工作站中的电气信号数据严重滞后,甚至还会影响DCS监控功能的正常运行。为了充分法发挥DCS系统强大的集中监视调控保护功能,实现机、炉、电等子系统的更高级、网络化、智能化、自动化的集中监控和实现“减人增效”降低电能生产运营成本等目的,采取全通信方式完成ECS系统与DCS监控的无缝实时链接,实现电厂DCS智能一体化监控功能,是电厂继电保护自动化系统建设发展的重要途径[3]。
3 ECS电气系统纳入DCS监控的范畴
火电厂继电保护系统中,ECS系统相对独立地实现电厂电能生产电气部分设备装置运行工况性能的监控与管理,同时也通过硬接线方式将部分重要信号与DCS和其他监控信息系统进行传输互享和协调工作。根据单元机组的运行特性和电气监控技术特点,火电厂ECS系统涵盖的监控范围主要包括厂用电系统、网控系统、发电机励磁系统、发电机-变压器组(发变组)控制系统等。其中,发变组控制系统、发电机励磁系统、厂用电源系统等电气监控系统应全部纳入到DCS监控范畴;另外,厂用电内的柴油发电机组和保安电源、直流电源系统、应急供电UPS系统等也应该纳入到DCS监视范畴[4]。
4 ECS系统纳入DCS的监控一体化方案的实现
4.1 控制方式的实现
将大中型容量热力发电机组的ECS电气监控系统,纳入到DCS监控的主要控制方法为:由DCS监控系统中的高级应用软件根据系统运行工况状态通过程序判断形成电气逻辑,然后经DCS监控的I/O通信端口或网络实时通信网,将调控指令直接发送到现地电气设备装置的智能终端,进而实现厂用电电源自动切换、断路器操作机构自动分、合闸操作;高压电动机起、停控制。DCS监控可以对操控人员所发出的操作命令和动作事件行为的合法性、可靠性的逻辑进行检查判别,避免“误动”、“拒动”等误操作事件发生。ECS系统纳入DCS监控系统的重要组成部分,如:发—变组保护、AVR自动调节、厂用电系统等自动调节保护装置的动作保护信号和位置状态开关量,以DI数字输入量模式送入到DCS监控中;对于电流、电压、功率等模拟信号则经A/D模数转换后,形成4~20m A标准信号送入到DCS监控中[5]。
4.2 总体设计方案
在全通信方式下,电厂电气和热控系统合用一套微机监控DCS系统,完成对电能生产运营各环节的集中管理和分散控制,实现电厂机、炉、电智能一体化监控管理。电气监控ECS系统纳入DCS的监控智能一体化方案,如图1所示。
由图1可知,ECS系统与DCS系统通过主控单元进行数据信息通信,即将智能化和网络化的主控单元作为DCS系统中分散处理单元DPU(Distributed Processing Unit)的电气专用远程I/O功能模件,相应的控制信号和动作事件命令由DPU完成,并通过串口通信服务网卡→通讯处理机→现场总线→测控保护单元,完成对电气设备装置的起停操控,实现电气监控ECS系统与电厂DCS系统的智能一体化监控管理。
4.3 监控一体化功能实现
4.3.1 机组自起停控制功能
在DCS监视系统中,机组自起停控制逻辑功能和命令信号通过主控单元,传输给电气监控ECS系统,实现机组的顺序控制或手动操作控制。当发电机转速上升到额定转速时,ECS系统就会自动判断将投入AVR自动调节装置;当发电机电压上升到额定值时,DCS监控系统将通过主控单元发出投入同期装置信号。在同期过程中,DCS监控中的ECS子系统将会实时监测AVR、DEH装置性能参数,待所有参数均满足同期条件时,向断路器发出合闸指令脉冲,并网运行后,机组启动完成。机组在正常停机过程中,ECS子系统控制DEH装置降低机组负荷,当机组负荷降低到整定值时,ECS将机组自身高压厂用电系统快速准确切换到到其他分段母线上进行供电,直到机组负荷降低到零为止,跳主机开关,并联跳汽轮机(主汽门关闭开关)和发电机灭磁开关。
4.3.2 厂用电监视功能
电厂中的高、低压厂用电系统的自动切换装置,其运行工况状态信号通过全通信方式进入到DCS监控系统中,进行运行工况数据信息的实时显示、记录、运算分析、报警、存储、以及其他综合应用功能。
4.3.3 电气公用监视功能
公用系统是电厂机组高效稳定运行的重要保障性装置,其主要包括:备用变电气开关及继电保护装置控制、AVR调压装置控制、照明电路控制等,这些均由DCS系统中的ECS子系统控制逻辑实现,并可通过主控单元由远方实现集中调控操作和保护联动。将ECS电气监控系统纳入到DCS监视系统后,其运行工况状态、特征电气参量,以及调节运行过程中的显示、运算分析、报警提示、报文报表等,均与热工信息一样在DCS上位机中实现集中监视和控制。各种现地电气远方操作信号由主控单元进入到DCS监控后,通过可视化人机互通界面进行鼠标操作,即可在DCS上位机上设置操作准许权限、闭锁条件等防误逻辑程序。将ECS电气监控系统纳入到DCS监控中,可以实现对机组动态自动化调控和全厂信息实时运算分析,便于电厂调控人员制定高效合理的调度运行决策,确保机组安全可靠、节能经济的高效稳定运行。
5 ECS系统纳入DCS监控实施过程中的安全措施
将ECS系统纳入DCS监控,设置单独的电气监控ECS子站,可以避免实际调控运行过程中机、炉等对电气设备运行工况性能的干扰,且在DCS监控中将电气设备性能参数的修正均设置“确认”软闭锁按钮,只有当电气操控人员确认该操作后方可生效,这样可以有效避免人为误操作事故发生。将ECS电气监控系统纳入到DCS监控,可以有效提高电气设备运行性能状态监视操控的智能自动化水平,同时可以避免专业间相互干扰问题,许多繁琐的逻辑判断和闭锁操作可由DCS监控系统自动逻辑判断完成,确保电气设备高效稳定的运行,降低各种误操作事故的发生率。但由于ECS系统纳入DCS监控,无形中会给DCS监控带来电磁干扰源。因此,为了进一步提高DCS监控系统运行的安全可靠性,在ECS电气监控系统纳入到DCS监控中的建设和升级改造实施过程中,应采取以下安全防护措施。
(1)根据设备装置性能特点要求,将供电电源按照强、弱两个电源进行独立分布布设,避免强电电源系统对DCS计算机监控系统产生干扰;
(2)对于断路器、隔离开关等部分电气控制回路而言,其跳、合闸电流通常较大,而DCS监控系统所能提供的输出触点容量很难满足其操控需求,此时必须通过扩展继电器将输出触点信号转接到二次电气控制回路中,确保电气回路的安全性和动作可靠性;
(3)设置机械闭锁与电气闭锁相匹配的综合闭锁系统,在就地开关柜门上设置“就地/远方”转换开关,当开关处于“就地”工位时,不仅要在DCS上位机上显示开关柜门状态,同时还需建立逻辑闭锁,避免操控人员在DCS监控上位机上出现误操作;
(4)从大量运行经验可知,仅将一对动合触点引入DCS监控系统反映开关状态时,容易造成系统的“误判”。因此,建议将开关的动合和动断触点同时接入到DCS监控系统,用以反映开关真实的动作工况状态;
(5)对于ECS系统中的重要电气参数(如AVR电压调节、功率调节等)接入DCS监控,应尽量采用“三取二”的方式,以提高DCS系统数据信息采集的可靠性和动作信号命令判断的准确性。
6 结论
对于新建和改造的大中型火力发电机组而言,将ECS电气监控系统纳入到全厂DCS监控系统中,实现了机、电、炉智能一体化监控,使实际运行调控操作更加简单、安全,监控更加集中完善。ECS系统通过全通信模式结构纳入DCS监控,优化DCS监控系统内部接线结构,节省大量信号电缆,降低了工程整体投资费用。全部电气的操作、监控均纳入全厂DCS监控中,且与机组机、炉控制系统共同构成电厂综合自动化集控系统,为单元机组实现智能一体化集控运行提供重要技术支撑。另外,机、炉、电大联锁主保护数据信号均全部纳入到DCS监控中,有效地提高了电厂电能生产运营安全、稳定、可靠的自动化监控管理水平,降低运行维护成本。因此,将ECS系统通过全通信方式纳入到DCS监控,能够满足电厂安全可靠、节能经济的高效调控运行需求。
参考文献
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[4]沈良柳.电气监控系统纳入DCS一体化控制及系统对时[J].热力发电,2006,(6):50-52.
[5]李文.基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的改造及应用[J].电气应用,2012,(1):63-67.
火电厂监控 篇2
进入热工监督模块后，在此模块的页面左侧有7个子模块；如下图：
1.基础管理
点击“基础管理”链接，如下图：
此模块共有“工作计划”、“工作总结”、“事件报告”、“监督网络图”、“资料管理”2个子模块。
1.1 工作计划 点击“工作计划”链接，如下图；
此模块中有删除、添加、返回、修改、查看功能。
a)删除
钩选工作计划文档表中的标号（可多选），然后单击删除按纽即删除所选栏的文档；如下图：
b)添加
单击添加按纽，在如（图1）的表格中填写各个项，填写到附件这一项时单击上传原始资料按纽，则会出现如（图2）所示的网页对话框，然后单击对话框里的浏览按纽，选择所需上传文件的路径后单击上传按纽即上传成功；文件上传成功后在网页对话框中会将上传的文件名、序号显示出来，此时可对上传的文件进行删除操作再重新上传（图3）。
（图1）
（图2）
（图3）
c)修改
点击修改链接，在象如下图的页面中修改所需修改项；当修改到附件这一栏时，单击上传原始资料按纽，在弹出的网页对话框中将原附件删除然后上传新的附件即可；修改完毕之后单击保存按纽即修改成功。
d)查看
点击工作计划文档表中文档名称列中的名称链接，则会显示该文档名对应的文档的详细信息，在详细信息表中点击附件行右边的附件名链接，可将此附件下载到本地计算机；如下图：
1.2 工作总结
点击“工作总结”链接，如下图：
此模块有删除、添加、返回、修改、查看功能；各个功能与6.1“工作计划”模块对应的功能相同。1.3 事件报告
点击“事件报告”链接，如下图：
此模块有删除、添加、返回、修改、查看功能；各个功能与6.1“工作计划”模块对应的功能相同。
1.4 监督网络图 点击“监督网络图”链接，则可看到该子系统的技术监督网络图；如下图：
此模块中有网络图上传、查看功能。a)上传
点击网络图中的浏览按钮，选择保存在本地计算机中的网络图路径（gif格式），然后点上传按钮即上传成功。b)查看
鼠标左键点击网络图中任意部分，则此网络图会在弹出的HTML页面中显示出来；如下图：
1.5 资料管理
点击“资料管理”，链接；如下图：
此模块有删除、添加、返回、修改、查看5个功能；各个功能与1.1“工作计划”模块所对应的功能相同。2.规程标准
点击“规程标准”链接，如下图：
此模块只有“规程标准”一个子模块。
2.1 规程标准
点击“规程标准”链接，如下图：
此模块中有删除、添加、返回、查看功能。
a)删除
钩选规程标准表中序号列中的序号（可多选），然后单击删除按纽，在弹出的删除成功对话框中点击确定即删除成功；如下图：
b)添加
c)查看
点击规程标准表中标题列中所对应的标题的链接，此时该标准所对应的详细信息则会已HTML的形式显示出来；如下图：
3.设备管理
点击“设备管理”链接，如下图：
此模块共有“设备清册”、“设备台帐”、“标准器具表”3个子模块。
3.1基本资料
点击“基本资料”链接，如下图：
此模块中的功能与基础管理中1.5“资料管理”功能相同。
3.2设备台帐
点击“设备台帐”链接，在模块右边的树中将机组号的下级展开，如下图：
此模块中有添加部件、删除功能。a)添加
点击“添加部件”按钮，将添加表中的各项填写完后点保存按钮即添加成功如下图：
b)删除
钩选风烟系统表中序号列对应的序号（可多选），然后点删除按钮，即将所选列的信息删除。
4.试验报表
点击“试验报表”链接，如下图：
此模块有“热工开关设备”、“弹簧管压力表校验记录”、“双金属和压力式温度计”、“压力（差压）变送器校验记录”、“皮带称”、“控制器整定记录”、“计算机数据采集系统”、“氧量分析仪表校验记录”、“开关检定记录”、“分析仪综合校验记录”、“电导率检测仪检定记录”11个子模块。
4.1 热工开关设备
点击“热工开关设备”链接，如下图：
4.2 弹簧管压力表校验记录
点击“弹簧管压力表校验记录”链接，如下图：
4.3 双金属和压力式温度计
点击“双金属和压力式温度计”链接，如下图：
4.4 压力（差压）变送器校验记录
点击“压力（差压）变送器校验记录”链接，如下图：
4.5 皮带称
点击“皮带称”链接，如下图：
4.6 控制器整定记录
点击“控制器整定记录”链接，如下图：
4.7 计算机数据采集系统
点击“计算机数据采集系统”链接，如下图：
4.8 氧量分析仪表校验记录
点击“氧量分析仪表校验记录”链接，如下图：
4.9 开关检定记录
点击“开关检定记录”链接，如下图：
4.10 分析仪综合校验记录
点击“分析仪综合校验记录”链接，如下图：
4.11 电导率检测仪检定记录
点击“电导率检测仪检定记录”链接，如下图：
5.指标管理
点击“指标管理”链接，如下图：
此模块共有“DCS模拟量测点考核基数统计”、“DCS模拟量考核测点统计”、“保护系统投入率、动作正确率、完好率”、“检测仪表及DAS模拟量投入率”、“自动调节系统完好率、投入率”、“主要仪表及DAS测点合格率”、“自动投入率”、“主要热工仪表考核基数”8个子模块。
5.1 DCS模拟量测点考核基数统计
点击“DCS模拟量测点考核基数统计”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能。
a)添加
单击添加按纽，如下图：在DCS模拟量测点考核基数统计模块右边的DCS模拟量测点考核基数统计树型结构中选择需要添加的机组对应的项目，然后在右边对应的表格中添加各个项信息后单击保存按纽。
b)查看
点击DCS模拟量测点考核基数统计表中统计月份列对应的月份链接，即显示出该日期下考核技术统计的详细信息（图1）；在该详细信息表中可以对信息进行删除（图2）和修改操作（图3）。
（图1）
（图2）
（图3）
5.2 DCS模拟量考核测点统计
点击“DCS模拟量考核测点统计”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能，各个功能的操作与1.1“DCS模拟量测点考核基数统计”模块的功能造作方式相同。
5.3保护系统投入率、动作正确率、完好率
点击“保护系统投入率、动作正确率、完好率”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能，各个功能的操作与1.1“DCS模拟量测点考核基数统计”模块的功能造作方式相同。
5.4检测仪表及DAS模拟量投入率
点击“检测仪表及DAS模拟量投入率”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能，各个功能的操作与1.1“DCS模拟量测点考核基数统计”模块的功能造作方式相同。
5.5自动调节系统完好率、投入率
点击“自动调节系统完好率、投入率”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能，各个功能的操作与1.1“DCS模拟量测点考核基数统计”模块的功能造作方式相同。
5.6主要仪表及DAS测点合格率
点击“主要仪表及DAS测点合格率”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能，各个功能的操作与1.1“DCS模拟量测点考核基数统计”模块的功能造作方式相同。
5.7自动投入率
点击“自动投入率”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能，各个功能的操作与1.1“DCS模拟量测点考核基数统计”模块的功能造作方式相同。
5.8主要热工仪表考核基数
点击“主要热工仪表考核基数”链接，如下图：
此模块中有添加、返回、查看功能，各个功能的操作与1.1“DCS模拟量测点考核基数统计”模块的功能造作方式相同。
6.生产监督
点击“生产监督”链接，如下图：
此模块共有“设备异动报告”、“保护动作情况分析记录”2个子模块。
6.1设备异动报告
点击“设备异动报告”链接，如下图：
6.2保护动作情况分析记录
点击“保护动作情况分析记录”链接，如下图：
7．热工计量
点击“热工计量”链接，如下图：
此模块中有热工计量人员状况1个模块。
7.1 热工计量人员状况 点击热工计量人员状况链接；如下图：
此模块中有报表导出、查询、删除、添加、返回、查看功能。
8.系统管理
点击“系统管理”链接，如下图：
此模块共有“编码管理”、“权限分配”2个子模块。
8.1 编码管理 点击“编码管理”链接，如下图：
此模块有查询、添加、删除、选择全部、取消全部选择功能。
a)查询
在编码名称右边的下拉框中选择需要查询的编码名称，然后单击查询按纽即显示出所选编码名称下的所有编码信息；如下图：
b)添加
单击添加按纽，如下图：在编码名称右边下拉框中选则编码名称，在填写完其他信息后单击下面保存退出按纽即添加成功。
c)删除
如下图：钩选表中编码标示列中对应的标示号（可多选），然后单击删除按纽即删除成功。
d)选择全部
若需要全部删除，此时可单击选择全部按纽；如下图：
e)取消全部选择
在选择全部之后若不需全部删除，则可单击取消全部选择。
8.2 权限分配
点击“权限分配”链接，如下图：
此模块有职位添加、职位调动、查询人员信息功能。
a)职位添加
需要将职位添加到哪个部门就点击那个部门的链接（图1），在（图1）右边的部门信息中，点击“本部门共职位（）”右边的绿色“+”号（图2）；在职位名称右边的文本框中输入需要添加的职位名称，然后将权限设置下面表中的“+”号都展开（图3）；在所有展开的模块中，选择需要权限的模块，然后在模块前面的小方框中打上钩；在有的模块后面有管理的权限；如果在管理权限前也打上钩，那么此部门职位的用户就可以对此模块进行所有（包括增加、删除、修改权限）的操作；如果不选择管理的权限，那么将只有对此模块进行查询和浏览的权限。在设置好权限后单击确定按纽，则将此职位添加到该部门中了。
（图1）
（图2）
（图3）
b)职位调动
在点击某个部门的链接时（图1），在（图1）右边部门信息表中有此部门的人员的名单（图2）；将鼠标放在部门人员性别后面的黄色向下的箭头上时会显示出“调动/分配”字样，此时点击此按纽（图3），则显示出该员工的职位分配表；在该表中：表的左侧是所有的职位；表的右侧是该员工的现有职位。此时若需更改该员工的职位，则双击表右侧该员工的职位名（图4），此职位就会回到左侧的职位表中；此时在所有职位下拉框中选择要将此员工调动到的部门（图5），然后在职位表中则会显示此部门的所有职位，再双击你所要调动的职位后单击表下面的确定按纽即更改职位成功（图6）。
（图1）
（图2）
（图3）
（图4）
（图5）
（图6）
c)查询
点击“日常维护”链接（图1）：在右边的表中会将全厂所有员工的信息显示出来；单击查询按纽（图2）：在此表中可以根据员工的姓名、性别、年龄、部门以及所属部门的职位分别进行模糊查询；单击打印按纽（图3）：将打印机设置好后则可将此员工信息表打印出来；点击员工信息表中姓名列对应的员工姓名链接（图3）时：则可将该员工的详细信息显示出来；在此表中也可对员工的职位进行更改：单击表中操作列中的黄色箭头按纽即可，操作方式与b)操作一样。
（图1）
（图2）
（图3）
（图4）
8.3 设备树维护 点击“设备树维护”，链接；如下图：
此模块中有添加同级类别、添加子级类别、删除当前类别、修改当前类别功能。a)添加同级类别
在台帐树中点击一个类别，然后在右边的类别名文本框中填入类别名，再点击添加子级类别按钮，则可添加同级的类别。b)添加子级类别
在台帐树中点击一个类别，然后在右边的类别名文本框中填入类别名，再点击添加子级类别按钮，则可添加子级的类别。c)删除当前类别
在台帐树中点击一个类别，然后点击删除当前类别按钮，即删除所选类别。d)修改当前类别
发电厂电气监控系统发展问题研究 篇3
关键词:电厂;电气监控系统;发展问题
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0084-01
发电厂电气监控系统,主要是通过计算机、通信技术等对电气系统进行有效控制、保护和管理,并进行故障诊断,维护电厂电气系统的正常作业,随着通信技术发展以及自动化水平不断提升,ECS系统一定会向着深层次发展,本文简单探讨了电气监控系统发展误区以及发展的必要性及其发展趋势。
一、发展误区
首先,ECS的作用仅仅是采入设备信息到后台,并没有归纳和处理这些信息,对于后台开发工作没有充分的重视,因此,影响了整个电气系统不能在深层次提高运行维护管理水平,同时也没有达到设立电气监控管理系统的目的。另外,变电站ECS系统完全用综合自动化系统替代,综合自动化系统设备后台功能弱,通信负荷率以及通信接口都比较少,主要是针对变电站开发,很难适应ECS系统要求,ECS系统的要求是具有庞大的通信信息、并且具有众多的通信接口,因此,变电站如果简单将自动化系统应用于ECS,所得到的结果是组网能力差、监控管理功能得不到有效发挥、通信速率也比较慢、数量庞大的通信设备,既浪费了资源,又没有得到良好的效果
二、发展中存在的问题
(一)操作权限问题
一般情况下,DCS系统集中控制电厂的电气设备,作为DCS系统的备用系统ECS系统,其遥控功能往往也保留,另外,就地操作功能在开关柜以及设备上也具备,为了防止在同一时间内两个系统互相干扰,我们在设计中一定要设计闭锁措施,以确保只能一种控制方式有效。具体方法是设置“就地/远方”转换开关在间隔层控制单元上,这种方法的缺点是控制地点太多,四位置或三位置转换开关设置在间隔层控制单元上,不同的操作位置设置开关柜、ECS、DCS,不方便运行。还有,在同一工作位置设置DCS与ECS,屏蔽ECS操作权限,ECS后台设置密码保护,ECS系统只有通过运行人员授权,才可以控制设备。ECS系统仅在应急情况下使用。
(二)通信问题
通信问题也是制约ECS发展的主要问题,一般情况下,会出现一些通信接口不规范、通信设备没有很强的拓展性,通信实时性与可靠性也比较差,这些问题制约着ECS发展。
(1)由于设备制造商不同,每个制造商的技术水平也不一样。因此,通信接口很难规范。ECS需通信联网的前端设备多,不同设备厂通信接口又没有统一规范,这就给ECS系统组网带来了很大的压力,许多的通信协议需现场开发,现场决定通信接口方式实施方案,特别是遇到一些进口设备,软件工程师还需要根据经验现场破译通信协议,这些问题都影响着通信的稳定性以及ECS系统的通信速率,影响着工程的施工,所以,我们要统一通信接口,深度挖掘ECS系统的应用。
(2)分析硬接线方式,具有较多的信息中转环节。和通信方式比较,无论是可靠性还是时实性,都还存在着很大的差距。目前有一些厂家都采用太网光纤接入,利用6kV综合保护装置。基本上在1秒内就可完成通信上行和下行工程的实测工作,具有极高的通信速率。还有400V等其他设备,通信方式基本上都是采用RS485 Modbus串口通信,通信不平稳,通过对工程进行实测,往往需要2-6S的下行,2S的上行,在通讯过程还会经常出现中断的现象。
(三)接口问题
分析国内应用的DCS硬件,对进口设备应用的比较多,而进口设备的缺点是具有很大的局限性,造成了DCS及ECS等接口出现问题。首先,对于开发电气自动化的控制,DCS系统有着很大的局限性,尤其是在机炉的控制上更为突出,不能对ECS的众多数据进行接收。其次,DCS系统具有迅速的扫描周期,大约为200ms,而无论是信息量的大小,还是通讯周期的长短,数据包的长度,都对通信的实时性有着极大的影响,ECS通信速率具有不稳定的因素。
三、未来发展趋势
电厂电气监控系统控制较为简单,反映的信息量也不大,主要侧重机炉控制,这种控制方式不方便电气运行人员进行事故分析,也不方便快捷的进行操作。厂用电气系统一般情况下都是独立运行安全自动装置及保护,如自动励磁调节装置(AVR)等,所以,提高电气自动化水平,是所有电气运行人员都梦寐以求的事情。传统的电气控制采集电气信号形式都是硬接线-对一,需要安装很多的控制电缆以及变送器,虽然是这样,采集信息还是非常有限。伴随着通信技术的飞速发展以及科技的进步,智能前端设备及其现场总线技术正在走向成熟,使得通信联网厂用电电气系统变成一种可能,逐步走向成熟并向深层次发展。现有的厂用电ECS系统除将监控功能向深层次发展外,还可以发展为在同一平台上,在线诊断SF6断路器、发电机、主变压器等主要设备,在条件具备的情况下,ECS这个平台也可以纳入NCS系统,还可以从DCS系统中独立厂用电的纯电气功能,并将其纳入ECS系统监控。
四、结语
综上所述,伴随着通信技术的发展以及科技的进步,现有的厂用电ECS系统正在逐步走向成熟并向深层次发展,不远的将来,ECS系统不仅具备监控功能,还可以在同一平台在线诊断主要设备,ECS系统会逐步正在向更深层次发展。
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火电厂生产信息移动监控系统设计 篇4
关键词：火电厂移动监控,HTM L5,Android,网络终端
0 引言
目前,电厂的主要信息化系统包括自动控制系统中的集散控制系统(Distributed Control System,DCS)及可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)、信息监控系统中的厂级监控信息系统(Supervisory Information System in Plant Level,SIS)、经营管理系统中的管理信息系统(Management Information System,MIS)及办公自动化(Office Automation,OA)。特别是各300 MW以上机组电厂已经基本投用了厂级监控信息系统,使运维人员能便捷地通过厂内局域网查看全厂生产信息,使用虚拟专用网络(Virtual Private Network,VPN)还可以通过因特网在异地进行查看,但这些信息的查看均需要通过电脑终端进行,在时间、地点和使用条件上均受到限制[1,2]。
传统的发电厂生产监控系统基本运行于装有各类操作系统的计算机上,操作人员在没有计算机网络的情况下,就无法进行查询监控。而且,被监控系统一旦发生故障,特别是重大险情,管理人员或是技术人员经常不能及时了解故障的状况,从而导致决策延迟,造成重大经济损失。借助网络和手机本身,将火电厂的生产信息查看终端拓展到手机,形成新型生产信息移动监控系统(Mobile Supervisory System,MSS),可以使相关领导和各级管理人员在离开现场、离开计算机或离开计算机网络的情况下,通过手机及时了解当前的生产状况,并根据相关参数和趋势变量做出及时、精准的决策和指示,从而提高全厂的生产技术水平和管理技术水平,并可进一步扩展SIS和MIS的应用平台,促使电厂员工在市场竞争中不断提高工作能动性与主动性,提高企业效率,优化企业管理。文章主要研究的是利用HTML5和Android技术开发新型的火电厂生产信息移动监控系统。
1 系统总体设计
生产信息移动监控系统是一套使用手机作为工作终端,对现场生产情况进行重点监测的移动软件系统。为确保系统的有效和高效运行,需要结合现场情况对系统部署进行设计,并结合实际需求对系统功能进行合理划分。
1.1 系统的总体结构
生产信息移动监控系统主要包括5部分:安装在手机上的移动监控系统客户端、放置于信息中心机房的生产数据到Internet接口程序、部署于互联网数据中心(Internet Data Center,IDC)中心服务器上的生产数据接收程序、部署于IDC中心服务器上的生产数据发送程序和基于Web的移动监控客户端定制与管理。这五大部分紧密联系,相互配合,在手机上实现监控火电厂生产信息的功能。
1.2 系统功能构架
1)安装在手机上的移动监控系统客户端是本系统实现移动监控的最直接保证,该客户端主要功能:(1)可查看全厂以及各级组的发电量、负荷、机组状态等主要信息;(2)可浏览系统中的各类统计信息,包括油煤信息、重要参数的累计信息、均值信息等;(3)可对现场重要测点的实时数据进行查看和监视,实时反映生产情况;(4)以实时趋势曲线和历史趋势曲线的方式直观展示重要系统参数的变化情况;(5)可查看各类报警系统信息、设备运行状况信息和设备缺陷信息等;(6)可根据用户具体工作,灵活定制感兴趣和关心的生产信息,完成个人信息的定制。
2)放置于信息中心机房的生产数据到Internet接口程序主要完成生产数据提取和转发至服务器的工作。主要功能模块包括:数据采集模块、数据发送模块和数据点管理模块。
3)基于安全性和稳定性考虑,部署于IDC中心服务器上的生产数据接收程序以Web服务的方式呈现,基于互联网信息服务(Internet Information Services,IIS)实现,主要完成对现场发送信息的接收和存储到数据库。为了保证数据的实时性,接收到的数据首先被放置到实时数据交换中心,然后根据配置信息,将需要显示趋势的数据转存至关系数据库。
4)同样,考虑到数据的安全性和系统的稳定性,部署于IDC中心服务器上的生产数据发送程序基于IIS以Web服务和动态Web页面的形式存在,该程序可接受手机发送的指令,并根据指令不同将数据信息发送至手机。该程序是手机客户端信息的提供者,通过自动识别用户手机号码,根据号码从服务器获取事先定制的个性化内容,之后再将内容加密和压缩,基于超文本传送协议(Hypertext Transport Protocol,HTTP)或安全超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer,HTTPS)传输至客户端。
5)基于Web的移动监控客户端定制与管理用于使网页对客户端的显示内容根据用户的不同需要进行定制,并完成安全性管理等工作。本网站是客户端有效运行的重要保障,虽然手机显示信息内容相对较少,但在配合网站使用时,可灵活进行信息定制,从而根据用户级别、专业的不同使最少的信息转换成最关键的信息。此外,该网站可对系统客户端用户进行管理,可对接口程序进行远程数据定义和维护,提供客户端软件升级、下载和使用说明等。该程序主要用于对历史数据统计、制表、分析、管理等[3,4]。
1.3 硬件部署架构
首先在综合信息服务提供商(电信、移动、联通等)管理的IDC机房委托管理一台服务器,用于从火电厂获取生产数据,并进行处理和存储,作为手机中获取信息的来源;其次在电厂MIS机房设置一台接口机,用于电厂从生产和管理网络中获取数据,并将数据转发至托管在IDC的服务器。
生产信息移动监控系统的组成结构如图1所示。
2 数据传输
数据传输是火电厂生产信息移动监控系统的重要环节。系统中的数据传输主要包括2种:电厂对生产数据的上传和手机对数据的获取。
2.1 电厂生产数据上传
电厂在MIS网络和SIS网络之间设置了专用网络隔离装置,确保下层系统的信息安全,同时,在MIS侧设置了映射服务器,可实现与SIS内部数据的高效安全同步。MIS网络中可以访问因特网,因此,在MIS机房内可设置一台接口机,用于使用实时历史数据库二次开发接口从实时历史数据库中获取实时生产数据,并将数据通过因特网转发至托管在IDC的服务器。在IDC的中心服务器上,安装了专用数据库,并部署了提供有数据写入接口的Web服务(Web Services,可以仅通过常规HTTP进行通信,并可远程调用的一组接口函数),MIS机房内的接口程序在读取到生产数据后,调用此Web服务即可完成电厂的生产数据上传。在该过程中,接口程序访问的是与下层系统通过专用隔离装置隔绝的映射服务器,并仅通过实时历史数据库提供的应用程序编程接口(Application Programming Interface,API)与服务器通信,同时在数据上传阶段,仅通过80端口和HTTP协议在给定的XML格式下进行通信,该通信过程效率高且易于安全控制。因此,该方案可在确保信息安全的前提下进行最高效的数据上传。
2.2 手机获取数据
目前,主要网络运营商中国移动和中国联通(电信、网通等)均提供了无线数据传输业务,其中移动提供了基于GPRS的中国移动网络(China Mobile Net,CMNET)接入点,手机通过CMNET可获得完全的Internet访问权,中国联通(电信、网通等)提供了基于码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)和无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)的网络接入功能。因此,当手机开通以上业务后,均可在网络协议和设备支持范围内无限制的访问因特网,从而为从中心服务器获取数据提供基础保证。在中心服务器上,部署了基于ASP.NET的动态页面,根据传入的不同参数,这些动态页面可提供不同的数据到手机,手机按照既定协议解析数据后,可获取电厂现场的生产数据。同时,服务器提供标准数据获取Web服务,也可供客户端调用。需要指出的是,具有Wi-Fi功能的手机,在热点可直接联网获取数据。
3 手机客户端开发方案
目前,常见的各类手机按照有无操作系统,可分为智能手机和非智能手机2类。文章着重研究利用HTML5和Android技术在具有苹果ios系统或安卓系统的手机开发客户端。
3.1 开发框架
目前,j Query Mobile(JQM)是j Query在平板和手机上的应用。JQM给主流移动平台提供了j Query核心库,而且发布了一个统一完整的j Query移动用户界面框架。j Query驱动着Internet上的大量网站,在浏览器中提供动态用户体验,促使传统桌面应用程序越来越少。因此j Query团队引入了JQM,致力于统一和优化这个代码基,向所有主流移动浏览器提供一种统一体验。JQM的目标是在一个统一的用户界面(User Interface,UI)中交付超级Java Script功能,横跨最流行的智能手机和平板电脑设备工作。与j Query一样,JQM是一个在Internet上直接托管、免费可用的开源代码基础。与j Query核心库一样,开发计算机上不需要安装任何东西;只需将各种*.js和*.css文件直接包含到Web页面中即可。
3.2 开发语言
3.2.1 Android SDK
Android应用程序由4种构造块(Activity,Intent Receiver,Service,Content Provider)组成。只要利用系统中的Android Manifest.xml,就能记录下所需要的构造块。Android应用程序中的构造块中,最基本的是Activity。每个activity继承基类Activity成为一个独立的类,其存在相当于给系统提供了一个单独的屏幕。当多个屏幕需要实现屏幕间的切换时,需要利用Android应用程序中的Intent类。Intent的描述结构包括了动作及其对应的数据。以Intent Receiver为例,当天上突然下雨或突然起风,只要利用Intent Receiver,就能让应用对发生的事情做出反应。所谓Service就是一段长生命周期,且不具备用户界面的程序。Content Provider即内容提供器,实现了一组标准的方法,可以让其他的各种应用保存或读取此Content Provider处理的数据,从而完成应用的数据共享[5,6]。
3.2.2 HTML5
广义上的HTML5,是包括HTML,CSS和Java Script在内的一套技术组合。HTML5能够减少浏览器对于丰富性网络应用服务(Rich Internet Application,RIA)的需求,并且提供更多能有效增强网络应用的标准集。
选择HTML5作为整个系统的开发语言,主要基于以下几点。
1)HTML5提供了部分新的元素和属性,如网站导航块nav和footer,可以使搜索引擎更好地进行搜索整理,同时有利于小屏幕装置使用,该特点尤其适合本系统的显示终端—手机。
2)HTML5给浏览器带来了canvas对象,其作用是浏览器具有直接绘制矢量图的能力,意味着用户可以在脱离Flash和Silver Light的情况下,直接在浏览器上显示图形和动画。
3)HTML5取代了Flash的地位,提高了网站响应速度,为实时监测打下了良好的基础[7]。
4 安全性设计
系统始终把用户利益放在首位,在各类通信过程中,通信内容均经过压缩,使用户使用尽量少的数据流量浏览到尽量多的信息。而且系统从多方面考虑,实现了用户数据的安全传递,所有在互联网中传递的数据均经过加密,且各应用环节均提供有安全的用户身份验证机制。
整个系统提出并实现了专有的网络协议和专有的内容描述协议,确保了信息的安全性。系统可根据协议对信息及其呈现方式进行渲染,使信息的传递和解析过程更加可靠和可扩展[8]。
5 结语
目前,火电厂在控制方面离不开电脑终端的缺陷促成了新型的生产信息移动监控系统。随着社会的发展,手机作为不可缺少的沟通手段已经全面融入到生活和工作中,用手机代替电脑成为终端已经成为一大趋势,由此可见,新型的生产信息移动监控系统必将有一个光明的前景。
参考文献
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火电厂监控 篇5
【发布日期】2002-05-08 【生效日期】2002-06-08 【失效日期】
【所属类别】国家法律法规 【文件来源】中国法院网
电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定
《电网与电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》已经国家经济贸易委员会主任办公会议讨论通过，现予公布，自2002年6月8日起施行。
国家经济贸易委员会主任 李荣融
二ＯＯ二年五月八日
电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定
第一条 为防范对电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络的攻击侵害及由此引起的电力系统事故，保障电力系统的安全稳定运行，建立和完善电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络的安全防护体系，依据全国人大常委会《关于维护网络安全和信息安全的决议》和《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》及国家关于计算机信息与网络系统安全防护的有关规定，制定本规定。
第二条 本规定适用于与电力生产和输配过程直接相关的计算机监控系统及调度数据网络。
本规定所称“电力监控系统”,包括各级电网调度自动化系统、变电站自动化系统、换流站计算机监控系统、发电厂计算机监控系统、配电网自动化系统、微机保护和安全自动装置、水调自动化系统和水电梯级调度自动化系统、电能量计量计费系统、实时电力市场的辅助控制系统等；“调度数据网络”包括各级电力调度专用广域数据网络、用于远程维护及电能量计费等的调度专用拨号网络、各计算机监控系统内部的本地局域网络等。
第三条 电力系统安全防护的基本原则是：电力系统中，安全等级较高的系统不受安全等级较低系统的影响。电力监控系统的安全等级高于电力管理信息系统及办公自动化系统，各电力监控系统必须具备可靠性高的自身安全防护设施，不得与安全等级低的系统直接相联。
第四条 电力监控系统可通过专用局域网实现与本地其他电力监控系统的互联，或通过电力调度数据网络实现上下级异地电力监控系统的互联。各电力监控系统与办公自动化系统或其他信息系统之间以网络方式互联时,必须采用经国家有关部门认证的专用、可靠的安全隔离设施。
第五条 建立和完善电力调度数据网络,应在专用通道上利用专用网络设备组网，采用专线、同步数字序列、准同步数字序列等方式，实现物理层面上与公用信息网络的安全隔离。电力调度数据网络只允许传输与电力调度生产直接相关的数据业务。
第六条 电力监控系统和电力调度数据网络均不得和互联网相连,并严格限制电子邮件的使用。
第七条 建立健全分级负责的安全防护责任制。各电网、发电厂、变电站等负责所属范围内计算机及信息网络的安全管理；各级电力调度机构负责本地电力监控系统及本级电力调度数据网络的安全管理。
各相关单位应设置电力监控系统和调度数据网络的安全防护小组或专职人员，相关人员应参加安全技术培训。单位主要负责人为安全防护第一责任人。
第八条 各有关单位应制定切实可行的安全防护方案，新接入电力调度数据网络的节点和应用系统，须经负责本级电力调度数据网络机构核准，并送上一级电力调度机构备案；对各级电力调度数据网络的已有节点和接入的应用系统，应当认真清理检查，发现安全隐患，应尽快解决并及时向上一级电力调度机构报告。
第九条 各有关单位应制定安全应急措施和故障恢复措施，对关键数据做好备份并妥善存放；及时升级防病毒软件及安装操作系统漏洞修补程序；加强对电子邮件的管理；在关键部位配备攻击监测与告警设施，提高安全防护的主动性。在遭到黑客、病毒攻击和其他人为破坏等情况后，必须及时采取安全应急措施，保护现场，尽快恢复系统运行，防止事故扩大，并立即向上级电力调度机构和本地信息安全主管部门报告。
第十条 与电力监控系统和调度数据网络有关的规划设计、工程实施、运行管理、项目审查等都必须严格遵守本规定，并加强日常安全运行管理。造成电力监控系统或调度数据网络安全事故的，给予有关责任人行政处分；造成严重影响和重大损失的，依法追究其相应的法律责任。
第十一条 本规定施行后，各有关单位要全面清理和审查现行相关技术标准，发现与本规定不一致或安全防护方面存在缺陷的，应及时函告国家经贸委；属于企业标准的，应由本企业及时予以修订。
第十二条 本规定由国家经贸委负责解释。
第十三条 本规定自2002年6月8日起施行。
火电厂监控 篇6
【关键词】电气监控系统； DCS控制系统； 整合；研究
进入二十一世纪以来，DCS控制系统技术在我国热电厂中广泛应用开来，这不仅提高了热电厂的自动化工业水平，在与电气监控系统的整合使用中也效果显著，大大提升了电气监控系统和工艺监控系统运行的协调性及安全稳定性，降低了其投资与维护的风险费用及人工成本费用。
一、热电厂电气监控系统概况
电气系统是整个热电厂设备、运行系统中的一个重要组成部分，其中电气监控系统主要是针对电站电气设备进行实时监控的一种应用技术系统，其监控的对象主要主要包含两大部分，即发电机组，变压器组、厂用电系统。而厂用的电气监控系统监控对象主要包含工艺与电气两部分，这其中电气部分包含主厂房厂用电系统和辅助厂房厂用电系统，而工艺部分则主要指的是高压电动、低压电动和成套设备等[1]。浙江衢州巨化集团公司热电厂#10机组电气控制系统的主要控制设备包含有35kV配电装置、10#锅炉、汽机的发电机变压器部分及6kV厂用电源部分、380V厂用电源部分等（包含通讯接入的网络接口设备及规约转换）。
二、DCS控制系统
DCS控制系统目前采取两种控制方式，即部分DCS控制方式和完全DCS控方式。部分DCS控制方式是通过DCS的I/O通道或网络通信将控制指令发送到电气控制装置上，从而由DCS控制软件来实现低层次的电气逻辑，这种控制方式其控制设备相对完全独立，即使脱离了DCS系统，各电气控制系统仍然可以安全运行，对速度功率要求不高的装置，可以大大减轻DCS的负担。而完全DCS控制方式则是由DCS的硬件与软件来完全实现电气逻辑，其主要包括发电机同期逻辑，厂用电自动切换逻辑，发电机励磁调节器甚至简单的继电保护逻辑等，而由于它的控制逻辑都在DCS中实现，因此电气控制装置非常简单，组态灵活，修改逻辑方便，可以适应不同的运行方式，并且电气控制装置与DCS的可靠性完全相同，但具体应用起来这些功能对速度的要求相对较高，费用太大，对DCS的负担也较重，甚至有可能影响其他子系统。
在浙江衢州巨化集团热电厂#10机组中，分别设置了DCS控制主系统和分系统。其中主系统主要包括三个部分：即电气控制系统，锅炉控制系统和汽机控制系统。而DCS控制分系统则主要包含两个部分：即炉后脱硫、脱销、除尘、输灰等控制系统以及输煤栈桥控制系统。其主系统与分系统的DCS控制系统均要求采用相同的软件和硬件，并且为了达到减员目标，主系统与分系统的具体操作员站必须保持统一一致，即在主系统与分系统的任何一台操作员站上做到只是画面的切换就能对汽机、电气、锅炉等所有设备以及炉后脱硫脱硝除尘输灰湿式电除尘和输煤栈桥等所有设备进行操控和监视，而无需重新登录或改变环境。
三、电气监控系统与DCS控制系统的整合方式
在一般情况下，电气监控系统中接入DCS控制系统的方式主要有四种：
第一种DAS方式。第二种是硬接线方式。第三种则是硬接线与通信方式联合的方式。第四种是全通信方式。
以浙江衢州巨化集团公司热电厂#10机组为例，其电气控制系统与DCS控制体系统的整合方式主要分为两部分。第一部分主系统，即主厂房电气设备的控制（包括380V厂用电源、6kV厂用电源及备用电源、发电机断路器、35kV主变断路器、35kV升压站及35kV联络线等）由DCS控制系统控制（采用大量硬接線与少量通信方式相联合的方式）。而二次保护装置、自动装置及通讯装置由电气专业来做，控制部分与主厂房汽轮机、锅炉的控制融合在一起，共同由DCS来控制。第二部分分系统，炉后环保系统（脱硫、脱硝、布袋除尘、湿法电除尘、输灰等）与输煤栈桥系统合起来，由DCS来控制（主要采用硬接线方式），而原来炉后环保系统（脱硫、脱硝、布袋除尘、湿法电除尘、输灰等）、输煤栈桥系统的控制是由电气专业用PLC来做而实现控制的，现在用DCS来做从而实现控制。分系统与主系统有通讯联络，主系统能看到分系统的运行情况，但主系统暂时不能操作分系统设备。
四、整合后的成效
在巨化集团中，由于#10机组（园区热电厂）设置一台全厂单元长站，并且采用相同的控制系统，从而能更全面地了解全厂的安全生产情况，即主系统（机、电、炉）的DCS控制系统、分系统（炉后脱硫脱硝除尘输灰、输煤栈桥）DCS控制系统的数据最终都整合到一台上位机上，在单元长站上能够监视全厂机电炉、脱硫脱销除尘输灰和输煤栈桥的所有生产运行情况。两种系统相合整合后的成效具体表现在以下几个方面：
1.可以对设备质量进行有效控制
主厂房原先电气设备的控制、保护、自动装置、通讯等是由电气专业自己来做的，独立性很强；而现在控制由DCS来完成，电气专业只提供保护自动装置、通讯等，而且炉后环保、输煤栈桥的设备控制也改由DCS控制系统来完成，这样整合使用后各设备之间协调性增强，操作起来更为流畅简单，而且安全性稳定性以及可靠性都比较高。
2.可以对项目工程成本进行有效控制
通过电气控制系统与DCS控制系统的整合使用，对工程项目中的进度管理、成本控制方面可以进行有效地研究分析，对工程造价可以进行有效地估价预算，在操作人员的安排利用上也可以做到节省人力资源，从而使项目工程成本得到精确的分析与控制。
3.可以对项目工程的变更进行有效地控制
通过两种系统的整合使用，由于其良好的协调性，在项目工程的具体建设中，对一些工程变更的处理方式可以实行有效地控制，使其处理方式灵活多变，并且对相关合同协议的具体内容要求可以明确地编制规划，最终使其变更时更为快捷，缩短时间，使成本得到更加有效地控制。
结束语
随着我国电力工程的大力发展，热电厂未来电气控制自动化技术将得到广泛推广应用，其中电气控制与DCS控制的整合使用意义重大，浙江衢州巨化集团公司热电厂#10机组中，两种系统技术的整合使用使整个热电厂控制水平大幅度提高，效果显著，为企业的发展奠定了良好的基础。
参考文献
火电厂厂用电监控管理系统的探讨 篇7
火电厂是利用可燃物作为燃料, 并以此来生产电能的工厂, 是目前我国现代社会电力发展的主力军, 每年我国产出大量电能, 快速推动我国的经济发展。而一个火电厂的运行, 本身也是离不开用电的, 因而一个全面完善的用电监控管理系统就显得尤为重要。而随着科技水平的发展, 监控管理系统也在不断完善。本文旨在对火电厂厂用电监控管理系统的概况, 以及在火电厂生产中的具体运用两个方面进行探究, 分析其优势, 为火电厂今后的发展积累宝贵的经验。
1 火电厂厂用电监控管理系统的概况
作为一项产能的工作, 一个大型的火电厂每年可以为我国提供数量庞大的电能。如果没有一个良好的管理和把控的话, 在生产途中会产生一系列的问题。而针对这些问题的解决, 用电监控管理系统也就随之产生了[1]。整个系统的工作是对火电厂进行全面的控制和管理, 实现提高生产效率的目的。随着电气自动化水平的提高, 火电厂用电监控管理系统也在不断进行升级, 意在更好为管理火电厂而服务。在目前, 一个成熟的用电监控管理系统包含以下几项功能。
1.1 调控功能
此项功能, 是指火电厂的日常生产过程中, 所有的要求、数据都能够通过专门的控制设备进行传输和把控, 保证生产的有序性[2]。并且能够在监控系统下下达精确指令, 使生产有条理运行。
1.2 保护功能
火电厂的日常运行是离不开电的, 而运用电力进行运行的设备在生产过程中或多或少的会产生故障或问题, 因此完善的用电监控管理系统可以及时处理故障, 在必要时进行断电处理, 最大程度保证设备的安全和线路的稳定。
1.3 通信功能
一个火电厂的日常工作, 各部门之间都有不同的分工。如何能将不同部门的工作能够同时下达, 亦或是通过通信管理设备来完成对生产现场的连接。
1.4 记录功能
意在通过用电监控管理系统, 将测量所得的参数, 例如功率、电压、电能等数据进行记录, 作为后期研究和分析的有效资料, 形成完整的生产资料采集, 避免操作不当等问题带来的影响生产。
2 用电监控管理系统的具体运用
上文提到一套完善的用电监控管理系统需要包含的几项功能, 因此接下来是对几项功能在生产中的具体运用进行分析, 结果如下。
2.1 采集数据, 形成对整体的把控
在生产过程中会存在大量指令和数据, 这些数据直接影响到火电厂生产的具体效率。因此数据信息的采集就显得尤为重要。这具体体现在整套监控监控管理系统中的计算机处理部分, 可以使管理人员对于设备的参数、电路的排布、以及整个系统的工作情况等有全面的了解, 从而能形成对整体生产的控制, 做到有条理运行。
2.2 处理故障, 达到及时维护的目的
在运用监控管理系统之后, 工作人员便可以在监控设备上进行操作, 就能够及时发现在生产过程中产生的一系列设备故障, 并能及时针对问题进行相应的处理。此项运用最大的优点就在于工作人员并不需要亲临现场进行工作安排, 可以直接通过完善的用电监控管理系统进行远程操作, 直接在远程设备上进行调取需要的资料和画面, 直接了解到故障的具体情况, 并针对故障制定解决措施, 这大大节约了时间, 从一定程度上提升工作效率[3]。
2.3 连接数据, 便于监控和人员的调配
生产过程中的设备运行状况和具体信息参数均可以通过应用用电监控的方式来达成。内部通信管理器可以做到连接设备各项系统, 实现对于机组的合理控制。通过监控系统, 能进行合理的人员调配, 针对具体的问题能够采取具体的解决方案, 也便于工作人员的日常管理, 在人力方面做到更加优化。
2.4 详细记录, 留存具体生产资料
通过监控系统所得到的数据和资料可以统一经过运算和分析, 最终作为正式的生产资料进行保留。这样在后期工作, 例如对设备的维护过程和完善过程中, 能够得到有效的参考, 更快的将工作有序进行。这不仅能极大提高生产效率, 更可以协助和完善整个火电厂的日常工作[4]。
3 结语
通过对火电厂厂用电监控管理系统的探讨, 可以看出的是这项应用对于整个火电厂的重要性。这主要体现在能够进行有效的管理。在科技水平不发达的时代, 仅仅通过人力进行对整个机组和具体设备的维护和处理, 效率是非常有限的, 并且无法将各种设备合理有序运行, 这使得生产模式单一。而在科技水平发展迅速的今天, 各大火电厂都运用了用电监控管理系统来保护电气系统和其他设备, 在火电厂的运营和生产中具有重要的意义[5]。这种先进的网络监控系统的有效性以及合理性是可以有保障的, 因此在今后的生产中, 不仅是火电厂, 与之类似的能源产业也可以运用用电监控管理的技术, 完善生产模式, 提升工作效率, 为我国经济发展贡献力量。
摘要：火电厂作为现如今现代社会电力产业中的重要组成部分, 起到促进我国电力事业的迅猛发展的作用。而在生产中, 对于各项设备的运行及对整体生产过程的把控是尤为重要的。因此完善的用电监控管理系统对于火电厂的日常管理上是非常有必要的。本文旨在探讨火电厂厂用电监控管理系统的模式和, 分析其功能以及在现实生产中的应用, 并加以普及, 提升火电厂的工作效率, 达到更高产能。
关键词：火电厂,用电监控管理,探讨
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火电电厂电气监控系统发展现状 篇8
关键词：火电电厂,电气监控系统,集散控制系统
电气监控系统在火电电厂中具有重要地位。目前随着科技的进步和技术的创新, 火电电厂的自动化水平不断提高, 要求更高的与之相配套的电气监控系统。20世纪70年代中期, 集散控制系统应运而生。集散控制系统实现了数据信息的共享, 实现了电气监控系统的统一操作, 可大大提高整个系统运行的可靠性和经济性, 更加促进了火电电厂自动化、智能化水平的提高。而我国现阶段火电电气监控系统规模效应不明显, 信息共享不方便, 需要投入的人力、物力、财力都很大。将火电电气监控系统纳入到统一的电厂集散控制系统中去势在必行。
1 当前我国火电电厂电气监控系统存在的问题
1.1 通讯联络受限, 信息共享不便
现阶段我国火电电厂电气监控系统只有分支线路的开关, 磨煤机和送风机的使用等重要信息才连入统一的电厂集散控制系统, 诸如运行过程中的电流、电压、功率等大部分信息则通过以太网实现与电厂分散控制系统的数据共享, 绝大部分数据监测、系统控制和问题解决都是独立完成的, 相互之间有重叠和矛盾, 容易对彼此造成干扰。电气设备相对热工设备而言控制对象少, 操作频率低, 系统或设备运行正常时, 时常几个月或更长时间才操作一次。电厂分散控制系统只能根据需要获取很少一部分的信息, 不能对整个电气监控系统进行监测和控制, 导致火电电厂电气监控系统和电厂集散控制系统的通信联络受限, 信息共享不便, 不利于电厂集散控制系统功能的发挥。
1.2 无法适应火电电厂的自动化建设
在火电电厂电气监控系统与电厂集散控制系统通信联络受限, 信息共享不便的情况下, 电厂集散控制系统只能监控和保护很小一部分的机器设备, 大部分机器设备还是工作人员自行操作, 电气设备、电气系统的联锁逻辑较简单, 但电气设备本身操作机构复杂, 无法完成事故追忆、保护定值管理、录波分析、操作票、防误闭锁等较为复杂的电气维护和管理工作, 自动化和智能化水平都较低, 在硬接线、开关、按钮等部分都容易出现故障。工作人员任务繁重庞杂, 增加了了人为误操作的可能性, 不受整个电厂集散控制系统的监控, 不利于机器设备出现问题的及时解决, 不利于实现火电电厂电气监控系统功能的发挥, 不利于适应火电电厂的自动化建设。
1.3 设备投资大, 建设工程量大
为配合火电电厂不断提高的自动化水平, 需要将更多的监控设备接入到火电电厂电气监控系统中去, 用以监控不断增加的机器设备, 如果依旧按照以往的接入方式, 接入设备众多, 接入线路复杂, 需要使用大量信号电缆, 需要巨大的资金投入和工作人员更长时间和更高强度的工作, 还会影响电器监控系统数据信息的刷新, 影响电气监控系统的实时性, 不能对出现的问题做出及时的解决, 不能为电厂提供实时的保护, 甚至由于负荷过大, 无法完成基本的监控职能, 使整个电气监控系统陷入瘫痪。
2 将火电电厂电气监控系统纳入统一的电厂集散控制系统
2.1 实现全面通讯和交互操作
全面通讯是将火电电厂监控系统纳入统一的电厂集散控制系统的重要环节, 只有在数据信息共享的条件下才能对整个系统做出宏观的判断和处理, 实现系统的安全稳定运行。电厂集散控制系统在网络节点的分布上, 遵循节点间点对点通信相对独立的原则, 存在着点对点的实时数据跟踪和拷贝, 可以全面掌握系统中各个机器设备的数据信息, 电厂集散系统中的数据监测部分可以进入火电电厂电气监控系统中, 进行数据信息的实时显示、记录、运算、分析、报警、存储及其他综合应用功能, 实现全面通讯。在此基础上, 综合系统中各部分的特性和功能, 实现对整个火电电厂电气监控系统的操作, 进行实时监控和保护, 提高火电电厂电气监控系统的自动化、智能化水平。
2.2 更新监控系统控制方式
统一的电厂集散控制系统具有很高的一体化程度, 它把控制功能分散到若干台过程控制站去执行, 对它们进行集中监测、控制和操作, 并用串行高速数据公路把各站连接, 更新了监控系统的控制方式, 提高了电气监控系统的一体化程度。统一的电厂集散控制系统具有很强的可靠性, 它除去本身的规模化效应带来的可靠性之外, 还可以通过配置冗余等形式的控制系统, 用以替代原有的固态逻辑和继电器, 提高了电气监控系统控制的可靠性。集散控制系统具有很高的自动化水平, 它可以省去大量操作终端, 避免由硬接线、开关、按钮等引起的故障。集散控制系统还具有很高的智能化水平, 它的内部构成大量的联动逻辑, 设置了操作闭锁和操作准许检查逻辑, 减轻了工作人员手动工作的强度, 减少了人为误操作的可能性。电厂集散控制系统极大地扩大了火电电厂电气监控系统的控制范围, 统一而又具有一定部分能动性的控制方式使电厂监控系统的可靠性大大增加, 控制功能大大加强, 可以完善和提高监控系统监测和控制能力, 可以使监控更加集中、完善, 实际调控操作更加方便快捷, 可以节省大量信号电缆, 从而降低工程整体投资和运行成本, 可以使电厂电力监测系统更能适应火电电厂不断提高的自动化水平。
2.3 实现全系统的一体化建设
将火电电厂电气监控系统纳入统一的电厂集散控制系统, 可提高电气监控系统的自动化、智能化水平, 各个机器设备各司其职, 避免设备间相互干扰, 从而降低误操作事故的发生率, 确保电气设备高效稳定的运行, 减少电气监控系统的维护修缮费用, 提高整个电厂的运行管理水平。将火电电厂电气监控系统纳入统一的电厂集散控制系统, 整个电气监控系统都采用现代化工具和手段, 可实现高水平和全面完善的电气监控, 更有利于实现整个电气监控系统的综合自动化, 提高管理水平, 实现全系统的一体化建设。将火电电厂电气监控系统纳入统一的集散控制系统中, 与机组控制构成综合自动化系统, 使运行人员在任一集散控制系统的终端, 都可以对包括电气监控系统在内的整个机组进行监控和操作, 使单元机组具有了以1名主值班员配若干辅助值班员进行运行监控的真正集控运行能力, 提高电气监控系统的自动化、智能化水平, 节省人力物力。
3 结束语
将火电电厂电气监控系统纳入到统一的电厂集散控制系统中去是我国电气监控系统发展的潮流, 有利于电气监控系统自动化和智能化水平的提高, 有利于火电电厂自动化水平的进一步提高, 目前在我国已经得到大力推广和实际应用, 但在这个过程中还存在一些问题, 诸如接入方式、安全性问题等, 我们要吸取以往实践中的经验教训, 不断进行创新, 争取早日实现电气监控系统的自动化和智能化, 促进我国科技水平的提高和国民经济的发展。
参考文献
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[2]李文.基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的改造及应用[J].电气应用, 2012 (2) :63-67.
火电厂监控 篇9
一、DCS系统的基本概况
(一) DCS系统的主要功能1通信管理功能层
本层的主要作用是将DCS对由电气后台工作站发出的修改定值指令或者测控保护功能层的控制指令等命令传递到各相关装置中, 同时将各个装置中的信息传递到DCS系统或者电气后台的工作站里。
2上位机系统功能层
本层主要包括电气后台工作站系统和DCS系统。其中的电气后台工作站系统主要负责电气系统设备的维护和管理、计算电能电量、故障录波以及保护定值等修改, 同时还兼具下达指令的功能。它们都是由DCS系统实现对画面的显示、打印、事件记录、生成报表以及报警等工作内容。
3 H测控保护功能层
本层是由一定数量的自动装置与保护装置组成, 主要由分散安装于就地开关柜的智能终端装置、发变组保护等装置构成。它的保护功能是独立的, 可以利用现场总线技术、光纤以及屏蔽双绞线与通信管理功能层实现连接, 从而达到分散监控这些装置的目的。
(二) 组成DCS系统的方式
通常而言, 现场总线和10k V、6k V以及400V智能终端设备分别进行连接, 同时经由通信管理功能层和上位机系统功能层进行连接。这种方式的结构成分比较清晰, 能够进行灵活的转换, 还可以分阶段地进行实施, 其扩充也比较容易。根据系统的实际情况, 它一方面能够由通迅管理功能层直接和DCS进行联络, 另一方面还能够直接经由以太网和DCS进行联络。
二、常见电气系统控制接入方式
(一) 硬接线接入1定义
这种接入方式是让电气监控系统中的电气信息经由直流信号和空节点接入到DCS系统之中, 通常包括了DI、DO以及AI等接入信息, 它们分别代表着开关量的输入以及输出和模拟量的输入情况。
2优势
(1) 当完成连接电缆敷设之后, 很少会发生使用故障, 由此大大减少了维护的工作量。
(2) 电气量的输入和输出模件柜, 大多采用了集中布置的模式, 方便于进行管理, 各个电气设备能够保持着良好的运行环境。
(3) 可以大大减少信号传递的中转过程环节, 进一步提高信号的传输速度。
3缺陷
(1) 由于电气监控系统在接入DCS的时候, 其信息量相对有限, 因此常常会导致系统的扩展性能降低。
(2) 因为在实际接入DCS的操作中需要配置数目较多的输出和输入卡件、变送器以及电缆等设备零件, 所以让施工过程变得趋于复杂, 投入的成本也比较高。
(3) 由于在实际运行中需要和独立的电能表搭配使用, 却因为某种特殊原因导致其难以实现自动化抄表性能的发挥。
(4) 存在着比较严重的硬件配置重叠现象, 对资源是一种浪费。
4改进办法
为了能够尽量避免这种接入方式的某些劣势, 电力企业应当以通信方式取代这种接线方式。伴随着最近几年来通信技术的不断进步, 以太网和现场总线技术都在电系统中被大量地使用, 给电气监控系统接入DC奠定了基础。
(二) 通信方式和硬接线搭配接入1定义
该方式用的是分层结构的体系, 包括了间隔层、站控层以及通信层。它的本质是把现今的网络通信技术与电气系统相融合, 让DCS中的电气信息产生质变, 为电力企业提供方便。
2优势
(1) 不需要配置过多的组件, 投入成本低廉。
(2) 有着丰富全面的信息, 同时其信息的数量和投资不产生任何联系。
(3) 能够进行高精度的计量, 采用自动抄表功能就能够通过网络进行操作。
(4) 进一步提高了电气系统的自动化能力水平。
3缺陷
(1) 通信实时性比较差。
(2) 存在过多的信息中转环节。
(3) 节点的分散性比较强。
4改进方法
为了大规模地推广这种双轨并行模式的接入方式, 应该由生产厂家和电力企业进行有效的配合, 才能更好地扬长避短, 促进此种接入方式越来越普及。
(三) 全通信接入1定义
在这种方式下, 通信管理机能够根据电厂的制作工艺过程进行配置, 让所有参与联锁控制的通信管理机和它们对应的CPU进行点对点的通信。
2优势
能够让通信具有较强的实时性, 从而实现联锁控制这个目的。
3缺陷
(1) 网络结构大于4层, 将会影响到系统之间连接的实时性、稳定性以及紧密性。
(2) 通信管理机通常要根据工艺过程搭配, 对数量有要求, 因此加大了投资成本。
4改进方式
通过在全通信方式中依据DCS的各种需求, 对控制信息和非控制信息进行区别, 同时把参与工艺联锁的装置经由通信接口与通信管理机进行接入, 提高DCS信息的可靠性。
结语
随着工业信息化的进程逐步加快, “科学是第一生产力”得到了广泛认可。特别是在中国电力事业迅猛发展的今天, DCS系统的投入使用符合机炉电一体化协调控制的要求, 也将极大地满足电厂对安全生产和节能省力的调控运行要求, 其现实意义十分巨大。
摘要：在火力发电厂中, 无论是热工系统还是电气系统, 其能否实现自动化都在一定程度上代表了整个电厂的运行管理能力, 而电厂的厂用电系统是否具有安全和经济等特征将直接关系到机组的运行状况。目前, 发电厂电气系统主要设备被纳入到机组的分散控制系统 (以下简称DCS) 进行监控是火力发电厂经常采用的控制模式。通过这种模式, 能够极大地提高机组运行的安全性和经济性。
关键词：电气监控系统,DCS,方式探究
参考文献
[1]闫天军, 郭伟, 赵树春.火电厂电气监控系统接入DCS方式的分析.电力系统自动化, 2006 (06) :86-89.
[2]佘丹宁.火电厂电气监控系统纳入DCS监控的应用分析.低压电器, 2012 (10) :55-58.
火电厂监控 篇10
电厂循环水处理系统运行工况直接关系到整个机组的安全、稳定和经济运行[1],所以,为了保障循环水处理系统稳定运行,除了需要可靠的硬件设备和功能强大的软件外,还需要电厂运行人员熟练的操作技能和灵活的事故应变能力,即开发研制火电厂循环水处理监控演示系统。火电厂循环水处理监控演示系统可作为员工培训的平台,对系统突发状况或误操作的模拟具有很强的实际价值,还可以为相关科研课题提供试验平台。该监控演示系统主要完成循环水处理整个工艺流程的实时监控管理功能,实现循环水处理的优化运行,并依托数据库为操作员提供丰富的信息和全面的人机交互功能。监控系统设计由一系列生动直观的画面组成。
1 系统设计
以铁岭电厂循环水处理为例,整个监控演示系统具备控制循环水处理过程、控制相应阀门或水泵、监控水泵的工作状况、观察各个参数的趋势、设置高(低)限值并发出报警信号、生成并打印报表等功能,显示每个设备或装置的工作状态与待工作状态。该监控演示系统画面主要由主画面和窗体画面组成。主画面即系统画面,反映主要设备的运行状态、生产过程中的重要参数以及对现场设备的软手动控制;窗体画面被主画面调用,辅助完成主画面需要完成的功能。
2 系统开发
根据系统设计要求开发监控演示系统,从系统画面整体布局出发,合理分配画面比例、各个按钮栏、参数栏的位置与布局,以实用与美观为出发点制作整个监控演示系统。
2.1 系统画面
系统画面如图1所示,主要由导航按钮面板、设备按钮面板、主过程画面组成。主过程画面展示的是循环水处理的整个过程:循环水泵→进水阀→冷却管道→冷却塔→防冻门→循环水泵。冷却塔内每个进水阀处于工作状态时,其上方会缓缓出现蒸汽,表示该冷却塔处于工作状态,相反蒸汽缓缓消失表示冷却塔处于待工作状态。主画面中的4个进水阀、2个防冻门、联系阀门都是图形按钮,点击图形按钮都会由弹出窗口提示操作。设备按钮面板有4组按钮,具有开关阀门、建立或撤销联系等功能。
2.2 循环水泵单元画面
循环水泵单元画面如图2所示,主要由导航按钮面板、参数显示面板、泵体画面组成。参数显示面板位于画面的正上方,显示该循环水泵的各个重要参数。泵体画面位于画面的正中,泵体与清污机阀门是图形按钮,可以进行相应的启动或停止的操作。循环水泵处于工作状态时,泵体中叶片与搅拌机开始转动,水池内会由水泡沿水流方向流动,表示循环水泵工作。
2.3 报警与事件画面
报警与事件画面主要由导航按钮面板、报警/报表切换面板、报警确认面板、3个报警表、报表组成,如图3所示。报警表显示相应的量超出报警高(低)限值后发生的报警,报警处理完毕点击画面左下脚报警,确认面板中相应的按钮确认报警。点击报警/报表切换面板中相应按钮,切换报表画面,选择相应日期,产生相应日报表,可以打印预览及打印。
2.4 设置报警量画面
设置报警量画面主要由导航按钮面板与12个设置面板组成。用户可以输入数值、微调相应的报警量高(低)限值,设置相应的报警量,如图4所示。
2.5 趋势画面
趋势画面主要由导航按钮面板与3个趋势图组成,如图5所示。每个趋势图中每种颜色显示了相应量的变化趋势,用户可以修改相应量的频率或幅值、放大或缩小画面等,以便观察趋势图。
2.6 操作说明画面
操作说明画面主要由导航按钮面板、画面按钮面板、操作说明组成,如图6所示。图6显示了每个画面中每个设备的操作流程与错误提示等内容。点击画面按钮面板中相应的按钮,选择显示相应画面的操作说明。
3 结论
通过实际案例证实,开发的仿真监控演示系统,可以实时监控循环水处理系统运行过程的详细流程,并通过该系统获得的现场数据,可以准确地把握循环水处理系统状态,及时排除险情,因此,将该系统作为现场操作人员的培训平台,一定会提高操作人员的实际工作应变能力。另外,该仿真监控演示系统还具有很强的通用性,可替代相关仿真系统进行模拟操作。
参考文献
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[2]雷仲存.工业水处理原理及应用[M].北京:化学工业出版社,2003.
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[5]张玉艳.RSview32组态软件及其应用[J].沈阳电力高等专科学校学报,2002,4(4):43-46.
火电厂监控 篇11
在电站辅助系统中,传统的PLC加上位机的控制技术虽然能使每个子系统安全可靠运行,但同时也暴露出管理分散、备件种类多、设备投资大及通信网络复杂等缺点。发电厂辅网集中监控(BOP)系统可以实现对锅炉补给水系统、凝结水精处理系统、生活污水处理系统、工业废水处理系统、循环水加药装置、制氢站、加药系统、综合水泵房、除灰系统、除渣系统和输煤系统的集中控制和监控,同时兼顾通信故障情况下的就地辅助监控。辅网集中监控网是基于TCP/IP的以太网系统,数据通过各子网系统的交换机上光纤接口连接到辅控网的核心交换机上组成快速百兆/千兆以太网。一般情况下由中央控制室的辅控网操作员站完成对各个子系统的监控与操作,发出的操作指令通过辅网服务器上的过程数据库迅速定位到相应子网系统控制器上,由控制器程序控制现场相应设备的启动和停止;当辅控网络故障或必要时,可由子系统的现场操作站接替监控职能。
BOP系统克服了原有独立且分散的辅控系统的缺点,可将运行人员减到最少。在基本不提高造价的情况下,BOP使整个辅助控制系统与主机控制系统水平相当。集中的数据和统一的网络平台使辅助控制系统与电厂其他管理系统的联网的成为可能[1,2,3,4]。
1 系统概述
本文介绍的BOP系统范围为灰点(子网),包含5套系统分别为:机组除灰控制系统;空压机及其辅助系统;1号机组电除尘控制系统;生活污水控制系统;含煤废水控制系统。
各控制系统大体情况如下:
a.除灰控制系统PLC采用罗克韦尔1756系列,CPU为1756-L61,单机配置,双以太网接口模块1756-ENBT,上位机组态软件为i Fix3.5;
b.电除尘高、低压控制系统均为浙江佳环电子有限公司生产的DJ-96型高压智能控制器和DJ-1型低压智能控制器,智能控制器串口经智能适配器转换为100 Mbit/s以太网接口,接入控制柜内的一台MOXA16口交换机,通信协议为Modbus,上位机组态软件为i Fix3.5;
c.空压机控制系统采用西门子S7-400冗余系统PLC,中央处理器为414-4H,双机热备,每个机架配置一块CP443-1以太网接口模块,就地控制柜内安装了一台D-LINK D-1008D八口交换机,已经使用了3个端口,2个端口各接双机热备机架上的CP443-1以太网接口模块,1个端口连接到空压机控制室内的一台上位机,组态软件上位机为Win CC6.0;
d.生活污水控制系统采用西门子S7-300系列PLC,CPU单元为315-2DP,单以太网接口模块CP343-1,通过交换机连接就地上位机,就地使用一台工控机做为上位机,组态软件上位机为Win CC6.0;
e.含煤废水控制系统采用西门子S7-400系列PLC,中央处理器为414-4H冗余CPU,双机热备结构,每个机架配置一块CP443-1以太网接口模块,就地控制柜内安装了一台D-LINK D-1008D八口交换机,已经使用了3个端口,2个各接双机热备机架上的CP443-1以太网接口模块,1个连接到一个光电转换器,通过多模光缆连接到化学控制室内的一台上位机,组态软件上位机为Win CC6.0。
2 系统结构
根据本系统具体现场情况及BOP原理模型组建系统的网络结构(采用星型结构)图见图1。
a.根据辅控各车间物理位置分散、距离比较远的特点,各子系统局域网到主干网络采用光缆传输。
b.网络操作系统软件平台采用Windows 2000Server,数据库采用SQL Server,监控软件采用功能强大的i Fix软件。
i Fix监控软件产品为发电厂BOP系统提供了灵活软件解决方案。该软件分布式的结构可以轻松搭建BOP系统中的实时数据库平台、历史数据库平台、HMI平台以及可靠的数据连接方案[5,6,7,8,9]。
2.1 基本架构
a.由输入/输出模块、PLC或智能控制器以及就地上位机为核心组成辅机程控子系统。
b.由冗余SCADA服务器为核心组成BOP系统中心数据平台。
c.由HMI软件为平台建立BOP操作员站组。
d.搭建基于TCP/IP以太网结构的辅控子系统及BOP系统2级交换网络。
2.2 系统配置
a.就地上位机操作站保持原有的i Fix或Win CC为标准平台,通过标准以太网或设备通信模块,利用专用驱动程序(I/O Driver)或OPC Server与控制器(PLC)的I/O地址进行通信,实现对就地设备的操作。
b.Bop的主/备过程数据服务器选用1对冗余i Fix SCADA Server来建立统一的过程数据交换平台。i Fix直接与各辅机子系统的控制设备(PLC或智能控制器)进行实时通信。
c.辅网集控室内的操作员站采用i Fix i Client作为统一的组态平台。i Client与i Fix SCADA Server形成纯分布式的C/S架构,因此操作站的数量可以任意扩展。i Client从i Fix SCADA Server获取集中的过程数据,并利用开放的组态平台(Workspace)创作出可靠完整的监控界面[10,11,12]。
2.3 i Fix冗余系统
i Fix的冗余支持可以分为5层功能,即PLC级、工业网级、SCADA级、LAN和VIEW客户端级。
PLC级冗余支持指对双PLC的支持,此项支持在Intellution驱动程序中配置,即可以将下面冗余的PLC站号以主备PLC的形式定义。工业网级冗余,即Intellution的驱动程序可以支持双工业网卡冗余,即常说的双通道,LAN冗余指i Fix可以直接支持双以太网卡,即2个Net BIOS会话之间的冗余或2个TCPIP地址之间的冗余[13,14]。
SCADA级和客户端级冗余共同工作,构成Auto Fail Over的功能
数据采集。SCADA_A和SCADA_B上的过程数据库的定义是完全一样的,2台机器上的IO通信同时进行。SCADA_A配置成主机,SCADA_B配置成备用机。以上在SCU中完成。
冗余切换过程。在客户机一端设置远方服务器名时使用以下方式:逻辑名只有一个,即LINE1,实际的名字是2个,即SCADA_A和SCADA_B,在选取数据源时,只会看到一个远端的计算机节点名,即LINE1。服务器设置SCADA_A的Partner是SCA-DA_B,SCADA_B的Partner是SCADA_A。正常情况下,2台SCADA同时读取硬件数据,但是客户端只从主服务器读取数据,即客户端只能看到LINE1来的数据,报警和历史数据采集。i Fix内部有网络变量TAG,SCADA_B不断通过以太网检查SCADA_A的状况,如发现其出了故障,便将主备角色进行切换并将其成为主服务器的消息发给客户机,客户机立即会将数据源切换到备用服务器,整个过程时间约为1~2 s,由于数据采集在2台服务器上同时进行的,故不会发生丢失,并且i Fix冗余选项可以进行网络报警同步,保证报警的一致性。
系统修复过程。当主机修复后又回到网络中时,可以在客户端将主备状态重新手动切换回来。所有操作可以通过i Fix安装时带来的网络和冗余角色操作画面完成。
3 系统功能
3.1 SCADA功能模块
i Fix具有强大的SCADA功能,利用i Fix对现场采集在PLC中的信号进行归类,建立i Fix的实时数据库。通过对实时数据库里的数据块进行定义,将现场的设备报警定义在i Fix中,由i HX对报警进行处理,在组态画面上产生需要用户确认的报警信息。另外,利用i Fix强大的画面开发功能以及i Fix对VBA的支持,也帮助开发出符合用户操作习惯的SCADA界面。系统中应用i Fix建立了10 000多个点的SCADA实时数据库,系统性能和效率都很高。
3.2 通信协议的选择
SCADA系统与PLC的通信协议主要有TCP协议和UDP协议2种:TCP协议传送数据前需要先建立连接,错误的数据将会自动重发,因而可靠性好,但网络负担较重;另一种是UDP协议,这种用户报文协议是一个无连接协议,发送方只负责发送数据,因此不能确保数据传输完全正确,但它占用网络资源较少。考虑到中央控制室与各子系统的通信是远程通信,网络带宽有限,因此选用UDP协议作为i Fix与PLC间的通信协议。同时,在i Fix中设置Polling的超时时间和重发次数,保证Polling的准确性。
3.3 报警处理模块
报警处理模块将SCADA系统监控到的生产报警信息及时传递给用户。i Fix组建的SCADA节点提供了很好的报警处理方法。通过对数据块的定义,可以产生SCADA系统的多种报警,例如液位情况、设备开关等。报警处理模块主要是作为SCADA报警处理的语音补充。
4 结语
该集成系统结合企业Intranet/Internet建设,改造与发展了原有的生产过程监控系统,并采用了较为先进的网络技术数据采集层,针对性强,普遍性和可移植性好,安全可靠;客户端使用方便,交互性好,免维护;通过扩展可以支持PLC、智能仪表、现场总线和各种数采系统等设备[15]。整个系统将企业的生产过程与管理紧密地结合起来,初步实现了企业全面生产、控制和管理的自动化,为实现今后电厂的SIS/MIS打下了坚实的基础。
摘要：为了克服传统的PLC加上位机的控制技术在电站辅助系统应用中的缺点,提出使用发电厂辅网集中监控(BOP)系统,在某火电厂不同底层控制系统之间采用iFix监控软件进行系统集成的技术,实现了4种不同类型5个控制系统之间的集中监控。并且讨论了异构系统之间的信息集成、管控一体化的方法。实际使用表明该集成系统结合了企业Intranet/Internet建设,改造与发展了原有的生产过程监控系统,达到了与主机控制系统相当的水平。集中的数据和统一的网络平台使辅助控制系统与电厂其他管理系统的联网成为可能。