（东北电力设计院:李少言,吉林长春）

1概述

随着电力市场的进一步开放、电力改革的不断深化和厂网分开，如何提高生产效率、降低发电生产成本、提高控制水平是每个现代化电厂急需解决的问题。由于热工自动化技术的不断提高，一些电厂已经开始对部分辅助系统实现集中控制。通辽第二发电厂三期1×600MW辅助控制网主要包括化学水、凝结水精处理、汽水取样与加药、超滤反渗透、空压站、除灰、除渣、电除尘、暖通、燃油泵房等系统。系统采用成熟可靠的ROCKWELLAUTOMATION公司的CONTROLLOGIX 控制系统和WONDERWARE公司的监控软件，结合飞速发展的工业以太网控制技术建立全厂辅助车间监控网络，实现全厂主控室对全厂辅助车间的集中监视和控制，不仅提高了控制水平并且实现了减员增效、降低劳动强度等目的，全厂辅助车间集中监控站将由仅1-2名运行人员即可完成监控。

2辅助车间控制系统现状

(1)辅助车间控制系统I/O点数量较大

辅控网络系统总共I/O点数约为6000点。

(2)辅助车间物理位置分散

辅助系统分布在电厂的各个地方，相互之间距离远，因此必须解决远距离通信和信号衰减问题。

(3)辅助控制系统类型各异，接口数量众多

由于各个辅助控制系统，特别是一些子系统，采用不同的控制设备，各个控制系统的通信接口采用不同的通信协议，甚至不同的物理接口，要实现集中监控，必须解决网络通信协议的转换问题，以保证在不同接口、协议之间可靠准确地进行数据传送、交换。

(4)操作员站的人机界面基本一致

由于各个辅助车间控制系统为不同的厂商供货，因此其操作员站的人机界面很有可能是不一致的，但是通辽二发电厂在BOP网络建立前期制定了辅控网系统画面及数据库规约并召集了各控制系统集成商举行设计联络会，基本实现统一的人机界面，但是由于厂商的设计思想不同或者各控制系统要实现的控制功能的不同，风格及操作方式略有不同。

(5)与电厂监控信息系统(SIS)接口

辅助车间控制系统提供了开放性的实时数据接口，给电厂SIS提供实时信息。实现了生产管理及技术人员从办公室查看、分析生产实时数据，历史存储数据可长期保存。点检员可调用丰富的数据和曲线，为点检员真正从点检数据进入分析数据奠定了基础。同时，为生产管理、技术人员分析事故、消除缺陷提供了便利条件。

(6) 辅控系统的可编程序控制器（PLC）均采用ROCKWELLAUTOMATION公司CONTROLLOGIX系列产品。为提高整个辅助车间监控系统的可靠性，辅控网络采用双机热备的控制器、双机热备的网络结构，

3辅助车间网络组成和结构

全厂辅助车间集中监控系统控制网络采用冗余星形网络，化学水、凝结水精处理、汽水取样与加药、超滤反渗透、空压站、除灰、除渣、电除尘、暖通、燃油泵房等辅助车间子系统全部通过冗余以太网交换机接入主控室2台赫兹曼主交换机，再通过交换机与服务器、操作员站、工程师站连接通讯。全厂辅控网均采用100M冗余光纤以太网；设有与厂级监控信息系统（SIS）通讯接口（1000M以太网接口）。全厂辅控网设有2个操作员站、1个工程师站、2个IAS 服务器、1个数据库服务器、1台网络打印机、2台与SIS系统连接的CISCO路由器（带防火墙）。

3.1 系统架构的选择及Wonderware软件产品的应用特点

根据辅网集控系统的规划，设置辅机集中监控室，对所有辅机系统实施统一监控和操作，高度体现本系统设计的先进性，同时为SIS系统的建设建立了良好的基础。

系统架构考虑了系统的先进性，良好的扩展性，监控系统的可实施性，并结合Wonderware最新的技术和产品，在各子系统的本地监控采用独立的InTouch系统基础上，在辅机集中监控系统中采用Wonderware的最新产品Industrial Application Server（以下可简称为IAS）为核心的FactorySuite A2，并配备独立的IndustrialSQL Server为实时数据库，使该系统从开工开始就具备工厂海量数据存储的能力，并为日后SIS系统的建设提供完整的数据系统。系统架构如图1所示。

Industrial Application Server产品为核心的FactorySuite A2工业套装软件，其中包括了Industrial Application Server, InTouch, IndustrialSQL Server，ActiveFactory。

对于该电厂的辅机系统集中监控的方案，以Industrial Application Server为核心的ArchestrA架构，以实现辅机系统这种分布式系统的集中管理和部署。这主要基于以下几方面的因素：

辅机系统是由若干地理位置分散，功能不一样的多个子系统组成，同时这些子系统的建设和功能完善是随电厂的建设和运行不断进行的。因此，实现一个强大的辅机集中监控系统必须考虑到这样的特点，使辅机监控系统能很好地实现分布式系统的集中管理，并且有很强的系统扩充和功能扩展能力。而Wonderware最新的Industrial Application Server（以下可简称为IAS）正是这样的一个平台。利用IAS，你可以快速地组建你的应用，进行很方便的扩展。无论是硬件还是软件的构成，在IAS的平台上都是组件化的，你可以根据应用的规模，随意添加或减少应用软件或硬件平台而不影响原有系统的运行。Wonderware提供IAS，希望用户可以象建设工厂一样来组建你的自动化应用。同时IAS提供强大的集中开发，部署，诊断工具，实现强大的分布式系统的集中管理功能。这些产品的特点恰好非常符合电厂辅机系统的应用特点，同时又是众多传统技术和产品无法具备的功能。

IAS采用面向对象的技术，突破传统采用TAG管理的监控系统管理方式，对于所需监控的过程，设备以及控制系统和网络，均采用对象模板生成对象实例的工程方法进行设计。这样的工程方法使工程能够实现重用，大大降低了系统功能扩展的风险，缩短了系统开发周期，同时非常有利于实现工程和维护的标准化，有利于建立厂级和公司级的设备监控标准。在电厂辅机系统这样的庞大系统中，利用这样的工程方法，很容易地实现监控系统的标准化，组件化，同时系统扩展变得非常容易。

IAS的新的强大的冗余功能使系统的安全性大大增强。根据应用的特点，你可自由地配置一对一冗余，均衡负载冗余的多种灵活的冗余配置。

辅机系统的集中监控应用的另一个特点是对操作权限的控制要求变得复杂。这不同于单个子系统的操作权限的管理。IAS提供内建十分完善的安全模式，能定义所有用户对区域或设备的操作权限，同时对于单个设备的某些操作，还能设定操作权限来定义该操作是否允许，允许哪类用户（工程师或是操作员），操作时是否需要确认等等。这些完善的安全模式能定义出辅机集中监控系统的完整操作权限模型，很好地满足实际操作的需要。

IAS提供的多用户开发环境使得辅机集中监控系统的开发变得容易。由于IAS允许多用户同时开发，并且可以针对开发工程师的不同任务定义不同的操作权限，使系统的集中开发变得快捷方便和安全。这大大区别于传统技术在大系统开发上的局限性，不再需要很复杂的风险很大的系统整合工作。你甚至可以在系统建设开始就对集中监控系统进行开发而不必要等所有系统完成以后才开始进行。IAS提供的强有力开发环境将大大缩短应用的开发周期，并提高开发效率。

以IAS为核心的FactorySuite A2，构筑在Microsoft .Net框架上，建立了一个非常优秀的开放的分布式应用的平台，非常利于系统的扩充和功能的扩展。利用该平台建立的辅机监控系统，将是一个很好的SIS应用平台，为电厂建设一个好的SIS系统提供了良好的基础系统。

本系统采用了Wonderware IndustrialSQL Server作为辅机监控系统的实时数据库，同时配置ActiveFactory作为IndustrialSQL Server的客户端，提供操作站对实时数据库的多种形式的访问。建立辅机系统的实时数据库，主要目的是使系统开始建设和开工时就可以存储数据，并为今后SIS开发提供尽可能详尽的数据。

IAS应用服务器用于数据获取、报警与事件管理、数据操作服务等，互为热备用，所有逻辑都在服务器中实现。IAS应用服务器负责采集来自所有辅机PLC的测点数据，同时负责向操作员站、历史数据服务器和工程站分发数据，所有与辅机PLC的数据通讯和逻辑都要通过IAS应用服务器。当历史数据库服务器出现故障不能正常工作时，IAS服务器应自动作为历史数据服务器进行数据备份，当历史数据库服务器恢复正常工作时，IAS服务器应将临时存储的历史数据自动地恢复到历史数据库服务器的数据库中。

历史数据服务器，运行InSQL的实时数据库软件，用于存储所有辅机控制的历史数据，并且作为辅控网与SIS的接口服务器，向SIS系统发送数据。

软件配置：

每台操作员站和工程师站配置WINDOWS XP专业版操作系统软件；

服务器配置WINDOWS SERVER 2003 SP1操作系统软件

IAS应用服务器；

协议转换软件DA SERVER；

集成开发环境IDE（FactorySuite A2 Development Edition Unlimited- Any Galaxy, 60K InTouch ）；

通讯平台（Platforms for Industrial Application Server ）；

客户端运行软件（InTouch 运行版）；

历史数据库（IndustrialSQL Server, Standard, 5000 Tag（点））；

历史数据查询和报表打印软件（ACTIVEFACTROY软件）。

3.2辅控网各站点IP地址分配

4 辅助车间集中监控系统的功能

①操作员站相互热备用，任一台操作员站在任意时刻能实现与另一台操作员站的所有功能。

②辅控系统实现与SIS的无缝连接。

③人机界面软件具有图形化组态和在线组态功能，并具有实时打印流程画面功能。

④整个辅助车间集中监控系统具有多级口令和安全功能。

⑤集控室操作员站与车间备用监视计算机的互锁功能，即当集控室在操作时，车间计算机只能监视，不能操作；反之亦然。

⑥具有标准图形显示功能，包括操作显示、成组显示、棒状图显示、报警显示等。

⑦具有实时报警功能，并具有报警确认功能。

⑧具有包括定期记录、事故追忆记录、事故顺序(SOE)记录、跳闸一览记录等。

⑨具有长时间的历史数据存储和检索功能。

5体会及建议

5．1辅控网络及设备配置

(1)全厂辅助车间集中监控点设在机组单元控制室或独立的控制室内。辅助车间下层控制网络可以有3、4个辅助监控点。即输煤、水网点、除灰渣、脱硫控制点。

(2)辅助车间监控网采用冗余的星型或环型网络，网络设备(交换机、服务器等)和网络介质均采用冗余配置。

(3)主干交换机选用工业级千兆交换机，与服务器之间用千兆光口相连。与其他设备(上位机、PLC等)可用百兆光口相连。

(4)下层单个控制系统可采用百兆冗余交换机配置，尽可能采用光口配置。

(5)服务器应采用独立冗余磁盘阵列(RAID)配置。

(6)服务器应配置冗余千兆网卡。与冗余交换机千兆光口物理连接。

(7)应配置辅控网与SIS的接口，速率至少为100Mb／s，能与SIS单向连接。容量根据I／O点及中间点数量确定。

(8)辅控网应配置历史站，具有报警一览、事故追忆、操作记录、过程回放等功能，容量根据I／O点及中间点数量确定。

(9)上位机可使用IFIX、INTOUCH等软件，但选型必须全厂统一。便于实现辅控网一体化整合，服务器软件也要与上位机配置的软件兼容。

5．2 PLC系统配置

(1)全厂PLC要统一配置，应尽量使用同一厂家产品，但应根据各系统重要程度及I／0点数量选择不同的系列：

(2)组态软件应统一配置；

(3)根据系统对可靠性的要求选择双机热备或单机。

5．3对操作画面的要求

对辅控网的操作窗口、画面分布、报表、记录等提出统一要求．画面翻阅要便于运行人员操作。画面一般按3层分布。任一画面的调出点击不超过3次。每一系统的实时数据应编制集中数据表，以便查找。各系统设备图标(阀门、泵等)的形状、颜色应一致。

5．4标记名称的要求

标记名称应遵照统一的标准（比如KKS编码）来命名，并加各子系统的前缀标识，便于对标记的识别。对于一个大型系统来说，数量庞大的标记量如果没有一个统一的命名标准那将是一件非常麻烦的事情。

6结束语

用PLC+以太网+Wonderware组态软件实现辅助系统集中监控比较灵活、方便，成本较低。辅助车间集中监控系统能否实现设计目标，除了自身的技术以外，很大程度上取决于本身的自动投入情况。因此应保证执行机构质量、限位开关动作灵活可靠、变送器准确无误。另外，由于控制中心远离现场，所以自动控制流程所涉及的一次设备应是可控的，不能有手动阀之类的设备这样才能很好地投入自动，在控制中心对各辅助系统进行有效的监控。总体来说，辅助系统实现集中监控，大大提高通辽电厂自动化控制水平，提高劳动生产效率，降低发电生产成本，为通辽电厂取得更大的经济效益奠定坚实的基础。