H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)在高砂電廠的應(yīng)用論文
［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，采用PLC直接接入以太網(wǎng)的方式來實現(xiàn)。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，為電廠的安全經(jīng)濟運行打下良好的基礎(chǔ)。
［關(guān)鍵詞］H9000 計算機監(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，裝有四臺單機容量為12.5MW燈泡貫流式機組，設(shè)兩臺110KV主變壓器，機組與主變壓器采用擴大單元接線,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,采用24V弱電有觸點集中控制接線,對電廠各主要設(shè)備進行一對一的集中控制和監(jiān)視,舊中控室設(shè)有信號返回屏和控制臺。為進一步提高電廠自動化和安全運行水平，實現(xiàn)少人值守的目標,高砂電廠對綜合自動化系統(tǒng)進行改造，其計算機監(jiān)控系統(tǒng)選用中國水利水電科學(xué)研究院自動化所開發(fā)的H9000系統(tǒng)，該系統(tǒng)投運以來，運行情況良好，實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理，實時控制和調(diào)節(jié)，安全運行監(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)濟運行打下良好的基礎(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：廠站級主控制層以及現(xiàn)地控制單元層。
廠站級主控層設(shè)備包括兩套雙冗余、熱備用的操作員工作站(兼主機)、一套工程師工作站、 一套通訊工作站、一套語音報警裝置、一套打印機服務(wù)器、二臺打印機、一套GPS時鐘同步系統(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立的設(shè)計原則，以提高系統(tǒng)的可靠性和整體性。
LCU主機與外部獨立裝置以通訊方式進行數(shù)據(jù)交換，每套LCU均是一套完整的計算機控制系統(tǒng)，與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)時，作為監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，實現(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)的廠站主控級與單元控制級采用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、計算機房內(nèi)采用屏蔽雙絞線介質(zhì)，有一臺 Cisco Catalyst 2924 交換機，構(gòu)成100MB(10/100MB 自適應(yīng))網(wǎng)絡(luò)。Cisco 2924交換機提供3.2Gbps的交換網(wǎng)，提供24路雙絞線交換式以太網(wǎng)口，連接電廠主控級的各個計算機，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
（1）采用開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和成熟、可靠、標準化的硬件、軟件與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各計算機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)維護擴充和聯(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)上的每一個設(shè)備都有自己特定的功能，某個設(shè)備故障僅影響局部功能。
（7）所有計算機在失電停機時，存儲器無數(shù)據(jù)丟失，電源恢復(fù)時能自動重啟。
（8）操作員站與工程師工作站設(shè)備型號一致，系統(tǒng)維護方便，備件互換性良好。
4、系統(tǒng)功能
該系統(tǒng)的實施實現(xiàn)了高砂電廠少人值守的目標，H9000是一套完整的實時控制系統(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） 綜合計算。
（3） 安全運行監(jiān)視及事件報警。
（4） 人機聯(lián)系。
（5） 控制與調(diào)節(jié)。
（6） 生產(chǎn)統(tǒng)計記錄。
（7） 運行日志與報表打印。
（8） 運行指導(dǎo)，包括開停機過程監(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)運行情況及評價
高砂電廠計算機監(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)場調(diào)試，2002年1月底主控制級設(shè)備投入運行， 2002年2月中旬#2機組LCU及公用LCU首先投入運行，隨后#4、#3、#1機LCU也相繼投運。運行多年來，H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速、準確、有效地完成對本電廠被控對象的安全監(jiān)視和控制，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與處理，實時控制和調(diào)節(jié)，安全運行監(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)定運行奠定了良好基礎(chǔ)。
在系統(tǒng)這么多年的運行中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問題：①機組LCU與上位機運行中通訊中斷，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，對照查明的原因進行相應(yīng)處理后已正常。②上位機A、B主備用操作站偶有不定期自動切換發(fā)生，切換后，上位機監(jiān)測數(shù)據(jù)全部顯示“0”，幾秒鐘后恢復(fù)，該問題已反饋到廠家，原因仍在進一步分析中。③監(jiān)控系統(tǒng)改造后投運初期，由于一些控制程序沒有考慮周全，造成幾起設(shè)備運行中異常動作事件。
6、結(jié)束語
H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)在高砂電廠投入運行后，形成一個完整的開放網(wǎng)絡(luò)型分層分布的實時閉環(huán)過程控制系統(tǒng)，在新中控室就能獨立完成對電廠的閉環(huán)自動控制功能。該系統(tǒng)的投運，使高砂電廠的自動化程度全面提高，運行穩(wěn)定，處理速度快，調(diào)節(jié)控制靈活方便，各項功能完善可靠，運行維護方便，實現(xiàn)了少人值守的目標，大大提高了電廠的安全運行水平，改善了員工的工作環(huán)境，提高了公司的經(jīng)濟和社會效益。
參考文獻：
［1］ 王德寬，等，H9000分布開放式水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)（J），水利水電技術(shù)，1996（5）.
［2］ 苑慶山， H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)在西溝水電站的應(yīng)用，黑龍江水利科技，2009（1）.
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