许继电气计算机监控系统(sjk8000).docx

1 SJK-8000 系统概述1.1 研制背景我国水电厂综合自动化系统技术从上世纪80年代末开始有了长足进步，随着自动化技术、计算机技术的逐渐成熟，水电自动化所体现的减员增效优势已为水电项目开发商和业主广为认知，目前我国绝大多数大中型电站以及新建电站均投入计算机自动化系统设备，国内自动化系统的市场已步入成熟发展的阶段。市场的成熟以及行业的特殊性意味着各大系统集成厂商不能再以单纯的价格战、低成本运作来面对业主需求和市场竞争，而需转向紧跟系统技术发展潮流，开发新的系统，应对客户在自动化程度、功能、可靠性以及开放程度上的更高要求。许继电气有限公司水电自动化系统部继1998年开发出SJK-3000水电厂计算机自动化系统后，在总结5年来近百个站的计算机自动化系统运行经验上，紧跟技术发展的趋势，会聚许继电气强大的技术、制造优势，开发出新一代全开放、全分布的SJK-8000水电站厂综合自动化系统。SJK-8000水电厂综合自动化系统1.2 系统特点SJK-8000水电厂综合自动化系统的全开放、全分布式结构代表了厂/站计算机自动化系统的发展潮流，开放的计算机自动化系统具有通用性和移植性，软件可以安装在任何具有开放系统特点的计算机上；全分布是指数据库、控制功能分布，图形工作站不依赖于任何一台机器可直接读写下层各单元数据库或厂级控制数据库，直接实现全系统监视和控制，网络上的任一部分退出或者出现故障，不影响系统其它部分。分布式监控系统以控制对象分散为主要特征，对于水电厂而言包括水轮发电机组、开关站、公用设备、坝区闸门等，按控制对象为单元设置多套相应的装置，构成水电厂现地控制单元(LCU)，完成控制对象的数据采集和处理、控制和调节及装置的数据通信等。传统的分层监控系统模式，由于上位机功能集中，系统的全部数据集中在主控计算机中，数据库分布性差，自治性不好，这样的缺点是一旦上位机出现故障，系统数据库全部丢失，系统功能如监视、控制功能也只有丢失，这样即使冗余工作也不能满足系统分期投运和今后扩充的要求；在分层模式中，下层分散测控单元通过现地前置机完成数据打包，通讯转发至站控层，虽然体现了系统的分层思想，但在实践过程中却往往成为系统的瓶颈，前置机一旦发生故障，该LCU与站控层的数据交换就无法实现；传统系统选用现场总线技术，总线协议繁杂，导致系统开放性差，限制了用户对系统扩展的要求，并且总线技术在通讯带宽、网络扩展性能、网可靠性和通用性上有诸多局限。近年来以太网技术迅猛发展，采用开放标准协议的以太网作为主干网的趋势越来越明显，SJK-8000系统网络即反映了这种技术发展潮流，使得系统各层之间大数据流量的通信实时性、高效性、可靠性有了显著提高。本系统网络推荐使用光纤介质，光纤通信以其低损耗、高带宽、强抗干扰能力等特点在网络通讯业内已被广为认可，另外，通信网络传输层协议采用TCP/IP协议，应用层通信规约严格等同采用国际标准IEC60870-5-103规约和IEC60870-5-104规约，方便了采用同类协议的系统，以及提供103/104规约的设备无缝接入，保证了系统的开放性和通用性，有效的解决了传统分层系统所存在的上述问题，并具有更强的系统扩展和功能分布性。2 SJK-8000系统结构2.1系统构成SJK-8000系统采用全开放、全分布式结构，系统由站控层、网络层和现地层设备构成。站控层各站点功能相对独立，互不影响；现地层以间隔为单元，各个LCU功能也相对独立，在站控层故障的情况下，LCU仍能独立完成其监测和控制功能。站控层是水电厂/站设备监视、测量、控制、管理的中心。站控层包括：操作员站、工程师站、通信服务器。另外根据水电厂/站的需要可以配置模拟屏、背投系统。现地层一般以间隔为单元，配有机组LCU、公用设备及升压站LCU、坝区LCU以及辅机控制单元等，不同的控制对象分散在各个机旁，或是中控室。在站控层及网络层故障的情况下，现地层仍能独立完成各间隔的监测和控制功能。现地层各LCU完成各单元的任务，相互独立，一个LCU故障不会影响其他LCU的运行。网络层是站控层与现地层数据传输通道通。网络层可以按不同的容量的水电厂/站和不同的客户需求，配置成单以太网、双以太网和光纤自愈环网。网络通讯介质可采用光纤、同轴电缆或屏蔽双绞线。2.2系统网络结构随着信息共享和互连的需要，以及网络技术迅速发展，以以太网为代表的局域网技术和以TCP/IP为代表的互连网技术成为当今世界的两大网络技术主流。因此以太网以其低廉的价格、开放的协议以及成熟的总线仲裁机制，是水电厂/站自动化系统必然发展趋势。SJK－8000系统以面向网络为基础，采用以太网Ethernet或光纤环网连接站控层和现地层的设备。SJK－8000系统网络结构有三种：光纤自愈环网和单以太网、双以太网。2.2.1光纤自愈环网系统2