［摘要］高砂電廠監(jiān)控系統(tǒng)由H9000系統(tǒng)集成和二次開發(fā)而成，采用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由廠站級(jí)主控制層和現(xiàn)地控制單元層組成，并按照“無人值班”（少人值守）的原則設(shè)計(jì)，采用PLC直接接入以太網(wǎng)的方式來實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，為電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］H9000  計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)  高砂電廠  應(yīng)用

    高砂電廠位于福建三明境內(nèi)的沙溪干流上，裝有四臺(tái)單機(jī)容量為12.5MW燈泡貫流式機(jī)組，設(shè)兩臺(tái)110KV主變壓器，機(jī)組與主變壓器采用擴(kuò)大單元接線,一回110kV線路經(jīng)沙縣城東變送到三明列西變接入省網(wǎng)。電廠原二次部分按常規(guī)集中控制方式設(shè)計(jì),采用24V弱電有觸點(diǎn)集中控制接線,對(duì)電廠各主要設(shè)備進(jìn)行一對(duì)一的集中控制和監(jiān)視,舊中控室設(shè)有信號(hào)返回屏和控制臺(tái)。為進(jìn)一步提高電廠自動(dòng)化和安全運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)少人值守的目標(biāo),高砂電廠對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行改造，其計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)選用中國水利水電科學(xué)研究院自動(dòng)化所開發(fā)的H9000系統(tǒng)，該系統(tǒng)投運(yùn)以來，運(yùn)行情況良好，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)，安全運(yùn)行監(jiān)視，屏幕顯示，數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)診斷等功能，為電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

    1、監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    高砂電廠H9000監(jiān)控系統(tǒng)采用基于以太網(wǎng)絡(luò)的全開放型、分層分布式結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)方案，共分二層：廠站級(jí)主控制層以及現(xiàn)地控制單元層。

    廠站級(jí)主控層設(shè)備包括兩套雙冗余、熱備用的操作員工作站(兼主機(jī))、一套工程師工作站、 一套通訊工作站、一套語音報(bào)警裝置、一套打印機(jī)服務(wù)器、二臺(tái)打印機(jī)、一套GPS時(shí)鐘同步系統(tǒng)及UPS電源等設(shè)備。

    現(xiàn)地控制層采用現(xiàn)地控制單元與專用功能裝置既相互配合又相互獨(dú)立的設(shè)計(jì)原則，以提高系統(tǒng)的可靠性和整體性。

    LCU主機(jī)與外部獨(dú)立裝置以通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，每套LCU均是一套完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，作為監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)指定的功能。

    2、監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
    高砂電廠監(jiān)控系統(tǒng)的廠站主控級(jí)與單元控制級(jí)采用100MB交換式以太網(wǎng)絡(luò)總線連接，構(gòu)成高可靠性的局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通訊介質(zhì)為光纜，具有較高傳輸速率和良好的抗電磁干擾能力。在新中控室、計(jì)算機(jī)房內(nèi)采用屏蔽雙絞線介質(zhì)，有一臺(tái) Cisco Catalyst 2924 交換機(jī)，構(gòu)成100MB(10/100MB 自適應(yīng))網(wǎng)絡(luò)。Cisco 2924交換機(jī)提供3.2Gbps的交換網(wǎng)，提供24路雙絞線交換式以太網(wǎng)口，連接電廠主控級(jí)的各個(gè)計(jì)算機(jī)，另外還提供二塊4路光端口模塊,通過多膜光纜分別與各個(gè)現(xiàn)地控制單元LCU構(gòu)成100 MB交換式以太網(wǎng)。

    3、系統(tǒng)特點(diǎn)
    （1）采用開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和成熟、可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件、軟件與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各計(jì)算機(jī)均采用開放的漢化操作系統(tǒng)UNIX或Window NT,網(wǎng)絡(luò)軟件為TCP/IP，圖形符合X/Window。
    （2）主要關(guān)鍵設(shè)備選用國際著名品牌產(chǎn)品。
    （3）主要設(shè)備直接接入網(wǎng)絡(luò)，可獲得高速通訊能力和資源共享能力，PLC直接聯(lián)以太網(wǎng)，可靠性高。
    （4）具有豐富的開發(fā)工具軟件和通訊規(guī)約，系統(tǒng)維護(hù)擴(kuò)充和聯(lián)網(wǎng)通訊非常方便。
    （5）為確保可靠性，系統(tǒng)重要設(shè)備采用冗余技術(shù)。
    （6）系統(tǒng)功能分布，該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)設(shè)備都有自己特定的功能，某個(gè)設(shè)備故障僅影響局部功能。
    （7）所有計(jì)算機(jī)在失電停機(jī)時(shí)，存儲(chǔ)器無數(shù)據(jù)丟失，電源恢復(fù)時(shí)能自動(dòng)重啟。
    （8）操作員站與工程師工作站設(shè)備型號(hào)一致，系統(tǒng)維護(hù)方便，備件互換性良好。

    4、系統(tǒng)功能
    該系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了高砂電廠少人值守的目標(biāo)，H9000是一套完整的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，配備了完整的系統(tǒng)監(jiān)控功能：
    （1） 數(shù)據(jù)采集與處理。
    （2） 綜合計(jì)算。
    （3） 安全運(yùn)行監(jiān)視及事件報(bào)警。
    （4） 人機(jī)聯(lián)系。
    （5） 控制與調(diào)節(jié)。
    （6） 生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)記錄。
    （7） 運(yùn)行日志與報(bào)表打印。
    （8） 運(yùn)行指導(dǎo)，包括開停機(jī)過程監(jiān)視、設(shè)備操作指導(dǎo)、事故處理和恢復(fù)操作指導(dǎo)等。
    （9） 操作票顯示、編輯與打印。
    （10）系統(tǒng)通信。
    （11）系統(tǒng)自診斷與自恢復(fù)。
    （12）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
    （13）系統(tǒng)時(shí)鐘同步。
    （14）防誤操作功能。
    （15）系統(tǒng)的授權(quán)管理與功能分配。
    （16）現(xiàn)地控制單元(LCU)。

    5、系統(tǒng)運(yùn)行情況及評(píng)價(jià)
    高砂電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的改造，自2001年11月中旬系統(tǒng)設(shè)備到貨并開始安裝，2002年1月開始現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，2002年1月底主控制級(jí)設(shè)備投入運(yùn)行， 2002年2月中旬#2機(jī)組LCU及公用LCU首先投入運(yùn)行，隨后#4、#3、#1機(jī)LCU也相繼投運(yùn)。運(yùn)行多年來，H9000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速、準(zhǔn)確、有效地完成對(duì)本電廠被控對(duì)象的安全監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與處理，實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)，安全運(yùn)行監(jiān)視，屏幕顯示，數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)診斷等功能，為公司設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)。

    在系統(tǒng)這么多年的運(yùn)行中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問題：

①機(jī)組LCU與上位機(jī)運(yùn)行中通訊中斷，原因有的是通訊光纜中斷引起，有的是LCU的UPS裝置輸出電源消失造成的，對(duì)照查明的原因進(jìn)行相應(yīng)處理后已正常。

②上位機(jī)A、B主備用操作站偶有不定期自動(dòng)切換發(fā)生，切換后，上位機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全部顯示“0”，幾秒鐘后恢復(fù)，該問題已反饋到廠家，原因仍在進(jìn)一步分析中。

③監(jiān)控系統(tǒng)改造后投運(yùn)初期，由于一些控制程序沒有考慮周全，造成幾起設(shè)備運(yùn)行中異常動(dòng)作事件。

    6、結(jié)束語

    H9000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在高砂電廠投入運(yùn)行后，形成一個(gè)完整的開放網(wǎng)絡(luò)型分層分布的實(shí)時(shí)閉環(huán)過程控制系統(tǒng)，在新中控室就能獨(dú)立完成對(duì)電廠的閉環(huán)自動(dòng)控制功能。該系統(tǒng)的投運(yùn)，使高砂電廠的自動(dòng)化程度全面提高，運(yùn)行穩(wěn)定，處理速度快，調(diào)節(jié)控制靈活方便，各項(xiàng)功能完善可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，實(shí)現(xiàn)了少人值守的目標(biāo)，大大提高了電廠的安全運(yùn)行水平，改善了員工的工作環(huán)境，提高了公司的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 王德寬，等，H9000分布開放式水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（J），水利水電技術(shù)，1996（5）.
［2］ 苑慶山， H9000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在西溝水電站的應(yīng)用，黑龍江水利科技，2009（1）.