1國(guó)網(wǎng)南京自動(dòng)化研究院 江蘇南京210003 2三星水電站 四川遂寧）
摘 要：水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)歷經(jīng)多年運(yùn)行，通常都需要升級(jí)換代。然而，由于系統(tǒng)龐大且復(fù)雜，改造周期較長(zhǎng)將影響電站運(yùn)行。本文介紹了以國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的最新計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合電站實(shí)際的快速化改造方案，為類(lèi)似工程的展開(kāi)提供了參考。
關(guān)鍵詞：國(guó)產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，快速化改造
0. 概 述
四川明星電力股份有限公司三星水電站，位于遂寧市船山區(qū)三新鄉(xiāng)的涪江干流青石壩河段上，系涪江干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第十七級(jí)，以改善城市生態(tài)環(huán)境、航運(yùn)及防洪為主，兼顧發(fā)電。電站裝機(jī)3臺(tái)，在2000年使用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)行已超過(guò)10年，全廠自動(dòng)化程度不高，已不能滿足現(xiàn)代水電站“無(wú)人值班、少人值守”的需求，改造勢(shì)在必行。
由于種種原因，新監(jiān)控及輔機(jī)設(shè)備到廠的時(shí)間已接近當(dāng)年的汛期，為了減少對(duì)電站發(fā)電任務(wù)的影響，設(shè)備廠家與電站安裝單位根據(jù)上級(jí)調(diào)度計(jì)劃，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，制定了詳細(xì)的快速化改造方案，用時(shí)1個(gè)多月，分階段完成主體工程的改造任務(wù)，保證了其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。
1. 改造方案
改造前的三星電站采用南瑞公司早期的NariAccess監(jiān)控系統(tǒng)，上位機(jī)操作員站為兩臺(tái)德國(guó)LS-43工控機(jī)，一臺(tái)HP機(jī)為工程師站，一臺(tái)HP機(jī)為通信處理機(jī)，采用光纖以太網(wǎng)與現(xiàn)地LCU工作站通訊?，F(xiàn)地LCU由3套機(jī)組LCU、1套公用LCU和1套閘門(mén)LCU組成，采用工控機(jī)和GE 9030 PLC聯(lián)合控制方式。此系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為單星型，系統(tǒng)可靠性相對(duì)較弱；且系統(tǒng)主機(jī)和PLC由于運(yùn)行已超過(guò)10年，陳舊老化，間歇性故障和死機(jī)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。另外，輔機(jī)設(shè)備幾無(wú)自動(dòng)化設(shè)備，完全依靠人工控制。改造前的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。
南瑞公司根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的情況，結(jié)合多年從事水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造工程的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)三星電站監(jiān)控及輔機(jī)系統(tǒng)升級(jí)改造提出如下實(shí)施方案：此次監(jiān)控及輔機(jī)系統(tǒng)設(shè)備改造為完全改造，即將上位機(jī)系統(tǒng)改造為NC2000系統(tǒng)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)升級(jí)為雙星型；監(jiān)控現(xiàn)地 LCU改造后采用NARI MB80 PLC，輔機(jī)現(xiàn)地 LCU改造后采用NARI MB40 PLC，輔機(jī)系統(tǒng)采用美國(guó)CLAKE系列元件作為采集和控制源，既能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)自動(dòng)控制，也能通過(guò)MODBUS通信方式與監(jiān)控系統(tǒng)通信并接受監(jiān)控系統(tǒng)控制。改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖下圖所示。
2. 改造步驟
監(jiān)控系統(tǒng)改造的過(guò)渡階段采用新、老系統(tǒng)并存的運(yùn)行方式，即首先將新上位機(jī)系統(tǒng)形成，改造后的LCU系統(tǒng)依次接入新系統(tǒng)運(yùn)行，未改造的LCU系統(tǒng)仍在老上位機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行。
由于時(shí)間已近汛期，電站日常有1～2臺(tái)機(jī)組處于發(fā)電狀態(tài)，改造時(shí)間緊迫。工程人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)實(shí)際情況，與業(yè)主及安裝單位制定了詳細(xì)的施工計(jì)劃。
●第一階段：以HP系列服務(wù)器和工作站及赫茲曼三層工業(yè)交換機(jī)為硬件平臺(tái)，NC2000監(jiān)控軟件為軟件平臺(tái)構(gòu)建的上位機(jī)系統(tǒng)的形成；公用開(kāi)關(guān)站LCU改造等。用時(shí)7天，主要工作包含計(jì)算機(jī)通電、組網(wǎng)、組態(tài)，GPS對(duì)時(shí)配置，配電柜安裝（含UPS），公用開(kāi)關(guān)站電源信號(hào)線敷設(shè)，通電調(diào)試及功能測(cè)試等。
●第二階段：3臺(tái)機(jī)組LCU改造。用時(shí)15天，根據(jù)調(diào)度及檢修計(jì)劃安排，先后完成2#機(jī)組，1#機(jī)組，3#機(jī)組的電源信號(hào)線敷設(shè)，通電調(diào)試及功能測(cè)試等，實(shí)現(xiàn)新監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度的通信功能。
●第三階段：閘首LCU與輔機(jī)及自動(dòng)化元件設(shè)備改造。用時(shí)15天，完成閘首LCU、各輔機(jī)設(shè)備的電源信號(hào)線敷設(shè)，通電調(diào)試及功能測(cè)試，完成自動(dòng)化元件的升級(jí)更換。
●第四階段：全系統(tǒng)的功能測(cè)試及完善。用時(shí)7天，完善全系統(tǒng)的功能并最終進(jìn)入改造后的試運(yùn)行。
改造期間許多工作處于并行交叉展開(kāi)，在各LCU接入新上位機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中完善上位機(jī)系統(tǒng)的組態(tài)功能；當(dāng)機(jī)組LCU調(diào)試時(shí)，輔機(jī)LCU的調(diào)試并行開(kāi)展；當(dāng)一套機(jī)組及輔機(jī)LCU線纜敷設(shè)完成并進(jìn)入程序調(diào)試階段時(shí)，可以開(kāi)始下一套機(jī)組及輔機(jī)LCU的前期工作。
3. 系統(tǒng)對(duì)比
通過(guò)將改造后的監(jiān)控系統(tǒng)與原有的監(jiān)控系統(tǒng)比較，前者的優(yōu)勢(shì)可以歸納出如下幾個(gè)方面：
（1）新監(jiān)控系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性得到顯著提升?；赨nix、Linux、Windows的跨平臺(tái)軟件NC2000上位機(jī)系統(tǒng)結(jié)合南瑞公司最新款的MB80PLC及MB40PLC，在數(shù)據(jù)采集、分析、處理及控制等方面更加快捷高效。監(jiān)控系統(tǒng)中的主機(jī)兼數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器等都安裝于服務(wù)器機(jī)柜中，通過(guò)一體化切換裝置自由切換操作，即可以將噪音相對(duì)較高的服務(wù)器置于少人的機(jī)房中，又憑借服務(wù)器的高性能提高了全站系統(tǒng)的可靠性。智能化的中文編程軟件也易于電站維護(hù)人員做功能修改。徹底解決原系統(tǒng)故障率高且維護(hù)工作復(fù)雜繁瑣的問(wèn)題。
（2）新監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力得到加強(qiáng)。GPS和北斗雙配置的冗余結(jié)構(gòu)使得全系統(tǒng)的對(duì)時(shí)功能進(jìn)一步提升。改造后的監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)的赫茲曼交換機(jī)及現(xiàn)地光電模塊配合使用，光纖通信及雙星型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架形成通信冗余，大幅提高數(shù)據(jù)交換能力并有效消除強(qiáng)電磁信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)采集與處理質(zhì)量的影響。
（3）監(jiān)控系統(tǒng)的廠內(nèi)通信可擴(kuò)展性得到提升。采用分層分布式結(jié)構(gòu)的LCU提供了多個(gè)現(xiàn)地通信串口，方便與外部智能通信設(shè)備的連接，解決了老系統(tǒng)串口不足的問(wèn)題。同時(shí)，上位機(jī)系統(tǒng)由于不在需要和大量的外部設(shè)備通信，降低了系統(tǒng)的負(fù)荷率，提高了系統(tǒng)效率。
（3）電廠與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)之間的通信可靠性增加。由于改造后的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用兩臺(tái)通信機(jī)并列運(yùn)行方式，當(dāng)一臺(tái)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以無(wú)擾動(dòng)切換到另一臺(tái)機(jī)器，提高了通信的可靠性和穩(wěn)定性，電廠的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提升。
4. 結(jié) 語(yǔ)
三星水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造完成并投入運(yùn)行后，提高了廠內(nèi)機(jī)組的發(fā)電效率，廠內(nèi)外數(shù)據(jù)的通信能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，設(shè)備工作良好，為全站設(shè)備的正常運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。為該站后期快速接入集控系統(tǒng)做好了軟硬件準(zhǔn)備，同時(shí)為其它水電站工程的建設(shè)提供參考。
參考文獻(xiàn)
方輝欽.現(xiàn)代水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)與試驗(yàn).中國(guó)電力出版社.2004.3
白瑩 李一寧 鄧小剛。白水河梯級(jí)水電站監(jiān)控系統(tǒng)改造的實(shí)現(xiàn)。中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)信息化專(zhuān)委會(huì)2009年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集。2009
周克良，楊杰，焦海寧．基于現(xiàn)場(chǎng)總線的水電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)．中國(guó)期刊網(wǎng)：優(yōu)秀博碩士論文，2004 .
陳小松 唐學(xué)創(chuàng) 丁曉華 姚維達(dá)。廣西百龍灘水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造。水電站機(jī)電技術(shù)，2008
作者簡(jiǎn)介
童颙：1980.男，碩士，主要從事水利水電自動(dòng)化研究。E-mail:tongyong@sgepri.sgcc.com.cn
貝加萊（B&R）是一家自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的全球性領(lǐng)導(dǎo)廠商，總部位于奧地利Eggelsberg，于1979年由Erwin Bernecker先生和Josef Rainer先生共同創(chuàng)建。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，今天，B&R已經(jīng)在全球68個(gè)國(guó)家擁有162個(gè)分支機(jī)構(gòu)。
貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司是貝加萊全資子公司，于1996年在上海成立，在過(guò)去的十幾年里，貝加萊一直為中國(guó)機(jī)械制造業(yè)和流程工業(yè)領(lǐng)域提供深嵌行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及關(guān)鍵技術(shù)的自動(dòng)化方案。
在機(jī)械制造業(yè)，貝加萊為本土OEM廠商提供了行業(yè)應(yīng)用集成、技術(shù)支持和培訓(xùn)服務(wù)，贏得了業(yè)界廣泛信任和業(yè)務(wù)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，在塑料、紡織、印刷、包裝、電子半導(dǎo)體、風(fēng)力發(fā)電及太陽(yáng)能等領(lǐng)域提供了包含行業(yè)軟件集成的整體解決方案，在縮短“Time to Market”、降低成本、提升整機(jī)性能與競(jìng)爭(zhēng)力方面為眾多戰(zhàn)略合作伙伴做出了卓越貢獻(xiàn)。同時(shí)，在自動(dòng)化方案研發(fā)理念、系統(tǒng)架構(gòu)及服務(wù)理念方面貝加萊也贏得了業(yè)界的廣泛認(rèn)同。
在過(guò)程控制領(lǐng)域，貝加萊以靈活的架構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)放的系統(tǒng)平臺(tái)、良好的通信連接性、組態(tài)的方便性、便于維護(hù)和系統(tǒng)高可靠性等優(yōu)勢(shì)同樣在交通、能源與電力、石油與天然氣、水處理等眾多領(lǐng)域贏得了信任，為管控一體化、能源優(yōu)化、綜合管理提供了高效的系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)。
“深耕行業(yè)，加強(qiáng)軟件標(biāo)準(zhǔn)化與集成”，這是貝加萊在中國(guó)發(fā)展的源動(dòng)力，也是贏得信任的重要因素，為客戶提供完美的自動(dòng)化方案，并成為互贏的合作伙伴是貝加萊團(tuán)隊(duì)信奉的理念，也是對(duì)“Perfection In Automation”這一理念的精確闡述。
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