廖坊水电站计算机监控系统改造的实现.docVIP

廖坊水电站计算机监控系统改造的实现 邓小刚1 赵勇飞1 江明2 (1．北京中水科水电科技开发有限公司 北京 100038；2．江西廖坊水电站 江西 抚州 344000) 摘 要：针对廖坊水电站计算机监控系统改造中，新、旧两套不同监控系统的过渡、实施情况，介绍了系统 的设计原则、实施方案、硬件构成、软件设计、运行方式等。探讨了厂站层设备与现地控制单元PLC的网络通讯、数据交互、切换方式、SOE功能的实现等问题。对水电站监控改造中可能出现的问题及解决方案进行了讨论。 关键词：水电站；计算机监控系统；改造；通讯；PLC；SOE 0 概述 廖坊水利枢纽工程是江西省重点建设项目，为抚河干流中游河道上控制性大(二)型水利枢纽工程，设计安装3台灯泡式贯流机组，单机容量16.5兆瓦，总装机容量49.5兆瓦。电站三台机组于2006年09月全部发电投入商业运行。电站建设期间曾选择了国内某知名厂家的计算机监控系统，但为满足电厂稳定运行的要求，电站方于2007年招标进行系统改造。新的监控系统采用北京中水科水电科技开发有限公司研发的H9000水电站计算机监控系统，在改造过程中实现了两套系统的分步实施、平稳过渡。 1 系统改造原则 廖坊水电站计算机监控系统改造中，由于原系统的硬件设备投运时间较短，本身质量不存在大的问题，因此尽量保留了原有的硬件。为了充分利用了以前的硬件设备投资，经论证采用了如下方案：保留原监控系统全部PLC硬件设备和厂站层设备，只改造部分现地控制层硬件设备的方案。 系统改造遵循以下设计原则： 计算机监控系统维持原有系统硬件设备基本不变，以最大程度节省改造成本； 采用成熟的、可靠的、标准化的软件、网络结构和汉化操作系统； 各LCU以可编程序控制器及触摸显示屏等构成，PLC直接上网； 监控系统对外通讯应符合国家有关部门的自动化系统安全规范； 人机接口功能强，操作控制简洁、方便、灵活。 2 系统实施方案 水电站计算机监控系统的改造，往往是逐步完成的，尤其改造前后采用两套不同的监控系统，必然存在两套监控系统并存的现象，为实现对全厂设备的监视控制，一般有两种方案可供选择： 其一是在改造完成前，运行人员分别在两套系统中分别监视和控制相对应的不同设备，功能逐步转移到新系统中。由于该方式在改造过程中不涉及原监控系统的功能变化，实施过程可以减少交互环节，但在改造完成前存在部分数据在新系统中不能进行监控的问题。 其二是在改造过程中，通过通讯方式，原监控系统与新监控系统进行数据交互，运行人员在可两套系统中对全厂所有设备进行监视和控制，由于该方案涉及两套监控系统的复杂交互过程，存在着一定的沟通环节与实施问题。 目前两种方案都有应用，相比较而言，第二种方案的折衷方式应用更为广泛：即新的监控系统通过与原系统通讯的方式获取未改造设备的实时数据，只监视未改造设备的状态，而不进行控制，原监控系统保留对未改造设备的监视控制功能。最终完成所有功能的转移。 根据现场实际情况，廖坊水电站计算机监控系统改造采用第一种方案，因此在监控系统改造期间，采用新旧两套监控系统同时运行的方案，根据机组的检修计划，系统改造与机组检修时同步进行，逐步接入新系统，最终实现全系统的改造。 3 系统硬件构成 原监控系统设备包括三台HP公司的64位SUN BLADE2500 服务器、两台ICS C4100系列工控机、GPS及模拟屏改造完成前5套现地控制单元(LCU) 等设备。 在计算机监控系统改造中，基本保留了原监控系统包括主机、现地控制单元LCU、网络设备、GPS、返回屏等在内的全部硬件设备。原监控系统采用集交流采样装置、温度巡检仪、SOE装置三功能一体的微机综合采集装置，该装置在一个功能出现问题时，会导致整个装置上送数据故障，因此相应增加更为稳定的交流采样装置、温度巡检仪、SOE装置来进行代替，以提高系统可靠性。 4 系统软件设计 系统体系结构改造方案及设备配置上，为提高系统的实时性及可靠性，系统采用分层分布式系统结构。监控系统分为厂站层、现地控制单元层两层。厂站层按功能分布，配置为两台操作员工作站、一台工程师工作站、两台通讯工作站，各项功能分布在系统的相关节点上，每个节点严格执行指定的任务和通过系统网络与其它节点进行通讯。系统数据采集处理与控制功能上，监控系统采集、管理各类实时数据，接收电站计算机监控系统以外的其它厂内外系统的数据信息，对采集的每种数据进行相应的处理，以支持系统完成控制和记录功能。现地控制层按对象分散设置现地控制单元，包括机组LCU、公用及升压站LCU等设备，各单元采集控制功能分布在本LCU中。本方案相应加强各层和设备的处理能力，提高各层和整个系统的可靠性，响应速度快， 合理分解与协调整个系统的功能。 厂站层节点改造方案及设备配置上，两台操作员站