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1  概述

    隨著電力市場的進一步開放、電力改革的不斷深化和廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)的逐步實施，如何提高生產(chǎn)效率、降低發(fā)電生產(chǎn)成本、提高控制水平是每個現(xiàn)代化電廠急需解決的問題。由于熱工自動化技術(shù)的發(fā)展，主廠房的生產(chǎn)人員已人大壓縮，輔助車間生產(chǎn)人員占用多、勞動效率低的問題逐漸突出，成為電廠提高自動化水平、減員增效的重點。

    鳳臺電廠2X600MW火電機組的輔助車間分別按(水處理、除灰、輸煤)三個監(jiān)控點設計的基礎上，采用成熟可靠的可編程控制器和工業(yè)以太網(wǎng)控制技術(shù)，將輔助車間監(jiān)控點進一步減少和集中，建立全廠BOP輔機集中監(jiān)控網(wǎng)絡，實現(xiàn)在單元集控室對全廠輔助車間的監(jiān)視和控制，不僅提高了控制水平，并且實現(xiàn)了減員增效、降低勞動強度的目的。

2 鳳臺電廠輔助車間工藝系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    鳳臺發(fā)電廠位于安徽淮南鳳臺，一期裝機容量2X600MW，本廠程輔助車間包括鍋爐補給水及反滲透系統(tǒng)、綜合水泵房系統(tǒng)、制氫站系統(tǒng)、循環(huán)水加藥系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、凈水系統(tǒng)、除灰渣系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)等。各輔助車間的控制采用工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)控制，即將化學補給水、凈水、廢水處理控制系統(tǒng)與凝結(jié)水精處理及爐水加藥和汽水取樣系統(tǒng)的控制設備聯(lián)網(wǎng)組成一個“水網(wǎng)”，在水網(wǎng)控制室（設在化水控制室）通過實現(xiàn)水系統(tǒng)的集中監(jiān)控。輸煤系統(tǒng)及除灰渣系統(tǒng)也均采用類似方式組成控制系統(tǒng)，在相應控制點實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的監(jiān)控。在系統(tǒng)運行穩(wěn)定、運行值班員經(jīng)全能培訓的基礎上，可在#1#2機組集控室對全廠輔助系統(tǒng)進行監(jiān)控。具體結(jié)構(gòu)圖如下所示：

    在#1#2機組化水控制室的控制操作員站上能完成對凝結(jié)水精處理系統(tǒng)（包括鍋爐取樣、加藥系統(tǒng)）、鍋爐補給水及水務管理系統(tǒng)（包括凈化站、化學水處理）、廢水（含輸煤系統(tǒng)廢水處理）、工業(yè)水、生活水、循環(huán)水加藥系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)等控制系統(tǒng)的監(jiān)控。為在系統(tǒng)調(diào)試和啟動初期方便運行操作，全廠水系統(tǒng)設有以下幾個輔助監(jiān)控點：#1#2機組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)輔助監(jiān)控點、鍋爐補給水及水務管理系統(tǒng)輔助監(jiān)控點(包括反滲透系統(tǒng))、制氫系統(tǒng)輔助監(jiān)控點，在輔助監(jiān)控點設有供啟動調(diào)試用的操作員站（兼工程師站）。

    在輸煤控制室的控制操作員站上完成對全廠輸煤系統(tǒng)的監(jiān)控，包括從卸煤至主廠房煤斗的整個輸煤系統(tǒng)，輸煤系統(tǒng)中有關(guān)專用裝置的信息與輸煤系統(tǒng)程控系統(tǒng)進行通信。在輸煤控制設3臺操作員站（兼工程師站）對輸煤系統(tǒng)進行監(jiān)控。

    全廠除灰渣系統(tǒng)集中在電除塵控制室進行監(jiān)控，為在系統(tǒng)調(diào)試和啟動初期方便運行操作，設有以下幾個輔助監(jiān)控點：#1#2機組飛灰輸送系統(tǒng)、#1#2機組渣水（含灰場供水系統(tǒng)）系統(tǒng)，在輔助監(jiān)控點設有供啟動調(diào)試用的操作員站。

    上述輔控系統(tǒng)采用冗余的PACS RX7i系列產(chǎn)品，I/O模塊采用VERSAMAX產(chǎn)品，PLC的控制器和上位機采用以太網(wǎng)進行通訊，I/O模塊和CPU之間的通訊采用GENIUS總線。各個輔控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機組成全廠輔控網(wǎng)絡系統(tǒng)。

3 鳳臺電廠輔控系統(tǒng)技術(shù)特點

    如上所述，鳳臺電廠輔助控制系統(tǒng)（以下簡稱輔控系統(tǒng)）采用相對分散系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡與集中監(jiān)控相結(jié)合，分水、煤、灰系統(tǒng)三個子系統(tǒng)進行相對集中監(jiān)控。水、煤、灰每個子系統(tǒng)采用PLC直接控制方式，每個系統(tǒng)有自己的獨立數(shù)據(jù)庫服務器。在全廠輔控中心（單元集控室）的操作站通過各個子系統(tǒng)的服務器對輔助系統(tǒng)進行控制。

    3.1輔控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊

    在傳統(tǒng)電廠的輔控系統(tǒng)設計中，不同輔助系統(tǒng)采用不同廠商的控制系統(tǒng)，通訊接口協(xié)議也不盡相同。因此，在組建全廠輔控系統(tǒng)網(wǎng)絡時，存在著許多困難，必須要有統(tǒng)一的通信和接口方式來解決不同種類設備間的通訊問題。鳳臺輔控系統(tǒng)不同于以往的控制系統(tǒng)做法，采用了統(tǒng)一的設備和通用的通訊協(xié)議。

    PLC統(tǒng)一采用GE的PACS RX7i系列產(chǎn)品，和上位機通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)，輔控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。因為以太網(wǎng)可以提供從工廠設備層到廠級信息的全網(wǎng)絡的技術(shù)支持，目前現(xiàn)場總線和PLC專用網(wǎng)絡還不可能提供這么多層次的信息傳輸能力。為了符合電廠未來的發(fā)展和改造，網(wǎng)絡交換機采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有網(wǎng)管功能，同時支持IE瀏覽器管理。

    輔控系統(tǒng)網(wǎng)絡和PLC、監(jiān)控軟件的接口，以及與第三方通信接口采用OPC規(guī)范，并且支持遠程通信。

    3.2輔控系統(tǒng)的實時性

    輔控系統(tǒng)主機采用PACS RX7i系列產(chǎn)品 ,I/O卡件采用VERSAMAX產(chǎn)品，兩者之間通過GENIUS總線實現(xiàn)連接，GENIUS總線的通訊速率可以達到156k，滿足電廠輔控系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)通信實時性的要求。輔控網(wǎng)絡選用低延遲的工業(yè)交換機產(chǎn)品，工業(yè)級以太網(wǎng)交換機的支持優(yōu)先級控制，保證整個網(wǎng)絡滿足實時控制的要求。

    3.3輔控系統(tǒng)的可靠性

    全廠輔控系統(tǒng)關(guān)系著全廠的穩(wěn)定可靠運行，因此系統(tǒng)可靠性成為構(gòu)建輔控網(wǎng)絡系統(tǒng)時需要考慮的一個最主要因素。本著“管理集中，控制分散”的原則，采用合理的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)來滿足輔控系統(tǒng)可靠性要求，主要體現(xiàn)在以下幾點：

    a、由于電廠電磁干擾大，采用光纖介質(zhì)來增加網(wǎng)絡的抗干擾能力。

    b、通訊網(wǎng)絡冗余配置，以提高系統(tǒng)的可靠性和實時性。

    c、依據(jù)“管理集中，控制分散”原則，電廠運行人員可以在集控室或其它現(xiàn)場控制室對全廠輔助系統(tǒng)實現(xiàn)集中監(jiān)視和控制，但過程控制數(shù)據(jù)庫相對分散在水煤灰三個獨立的服務器中。

    另外，在本系統(tǒng)中，CPU采用冗余配置，并通過光纖連接來切換工作CPU和備用CPU，能夠達到真正意義上的冗余。

    3.4輔控系統(tǒng)軟件的高可用性配置

    除了采用冗余和高可靠的硬件設備組建高可用性輔控網(wǎng)絡，還必須合理配置整個輔控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件架構(gòu)。監(jiān)控軟件是輔控系統(tǒng)的核心，所有輔控子系統(tǒng)的上位機監(jiān)控軟件選擇高性能的統(tǒng)一產(chǎn)品intouch。

    由于全廠輔控系統(tǒng)I/O點數(shù)龐大，全廠輔控系統(tǒng)軟件架構(gòu)采用基于分布式過程數(shù)據(jù)庫的客戶/服務器（DBC）模式。各系統(tǒng)通過本區(qū)域的容錯服務器采集輔助系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)，下層所有的PLC只與該容錯服務器有接口。這樣，每個PLC只有一個上位機接口，避免了多臺上位計算機和PLC接口，大大減輕了PLC通信接口的負荷，不僅提高了系統(tǒng)響應速度，而且提高了系統(tǒng)可靠性，解決了全廠輔控系統(tǒng)速度慢的問題，而且大大提高了系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

    鳳臺電廠輔助車間控制系統(tǒng)實現(xiàn)全廠聯(lián)網(wǎng)控制具有許多優(yōu)勢。首先，輔助車間控制系統(tǒng)實現(xiàn)了輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控及綜合調(diào)度，它能夠?qū)崿F(xiàn)整個電廠輔助系統(tǒng)的優(yōu)化控制，最大限度地滿足電廠機組安全、高效運行的要求。其次，輔助車間控制系統(tǒng)高度的自動化和網(wǎng)絡化，可最大限度地節(jié)約人力資源，提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)效率最大化，滿足投資方的要求，實現(xiàn)投資的良性互動。最后，PLC型號實現(xiàn)了全廠統(tǒng)一，各輔助車間均采用GE公司的PACS RX7i PLC，硬件統(tǒng)一，這樣就為全廠輔助車間連網(wǎng)造創(chuàng)造了十分有利的條件，同時減少了備品備件的數(shù)量。

    電廠輔控系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制是一個必然的發(fā)展趨勢，與此同時實現(xiàn)輔控系統(tǒng)與電廠SIS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)的實時互連，真正實現(xiàn)全廠網(wǎng)絡化和信息化，使電廠競爭力更加強大。