火电厂辅助车间网络控制系统规划与实施

解决方案　Ｓ！＝ＩＬＵＴｌＯＮ　

火电厂辅助车间网络控制系统规划与实施　

Ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　

Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ａｕｘｉｌｉａｒｙ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ　ｉｎ　ａ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　

韦俊宝蔡启成张晓光王秀丽　

云南大唐国际红河发电有限责任公司（云南开远６６１６０｛））　

摘要：火电厂辅助车间地理位置分散，情况复杂。将原先分散独立的多个辅助车间进行有效的联网控制，　可为提高辅助车间集控运行、设备管理水平及优化运行人员配置结构提供一个理想的平台。介绍新　建火电厂辅助车间网络控制系统总体规划以及辅助车间网络控制系统软、硬件配置需要考虑的几个　问题，并对各种软、硬件设备的优缺点进行分析比较。　关键词：辅控网星型网络Ｉ／ＯＬ￣程站ＰＩ　Ｃ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ　ｉｎ　ａ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ　ａｒｅ　ｕｓｕａｌｌｙ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｌａｃｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｖｓｔｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅｍ　ａ　ｅ　Ｖｅｒｙ。ｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｉｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｉｎ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｖｓｔｅｍ．ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｏｒｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ａ　ｌｏｔ　ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｈｏｗ　ｔｏ　ｐｌａｎ　ａ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓＯ仃Ｗａｒｅ　ａｎｄ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ　ｉｎ　ａ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ．ｔｈｅ　ａｄＶａｎｔａｇｅ　ａｎｄ　ｗｅａｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｍａｎｙ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｇｉｖｅ　ｙｏｕ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｗｈｅｎ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｗｏｒｋｓｈｏｐ　Ｓｔａｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉ／Ｏ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ＰＬＣ　

１引言　

火电　辅助车间根据实际需要布置，地理位置分　

散，情况复杂。特别是老电厂各车间所使用的ＰＬｃ品睥　众多。囚此如何构建具有远距离传输能力、较高的带　

宽和传输速率、良好的抗Ｔ扰能力且易于扩展的、易　ｊ　故障诊断、易于维护和高可靠性的辅助车间网络控　

制系统与控制器ＰＬＣ选型、网络结构选型、硬件配置、　

远程Ｉ／Ｏ站设计、上位机软件选用等息息ｆ｝｛关。　要切换不同的驱动程序，这样降低了服务器和操作员　

站效率和实时性。因此在新建电厂中ＰＬＣ选型应尽可　能统一‘品牌，重要控制系统应采用双机冗余热备。这　

样做的好处有４点：　

（１）对重要控制系统可以双网冗余运行；　（２）过程数据实时性好，操作等待时间短；　

（３）可以减少备品备件的种类和数量；　

（４）减少维护人员的培训时『白Ｊ和维护工作　。　

３网络结构选型　２控制子系统ＰＬｃ选型　结合火电厂辅助车间分布特点以及各种局域网络　老电厂　个辅控车间使用多种ＰＬｃ品牌，由　上　结构优缺点，认为选用　级或三级双网冗余星型网　

位机监控软件存读丐　同品牌ＰＬｃ内存储器数据时需　络拓扑结构将是比较理想的辅助车间网络控制系统　

２００８年第１

１期　回饭嚣僚走　ＳＯＬＵＴＩＯＮ　

结构，云南红河电厂２×３００Ｍｗ辅控网取消了传统设　

计的水煤灰网，将１３个子系统直接进入集控楼的辅控　网，主网交换机直接通过光缆（１００ＭＢ以上）与子交　

换机连接，取消光纤收发器中间环节，如图１所示。　３．１星型拓扑结构的主要优点　

（１）可靠性高。每个节点都是相对独立的，一个　

节点出现故障不会影响其他节点的连接。　

（２）网络传输数据快。所有节点上行通道相对　独立，比环型网络所有节点的上、下行通道共享１条　

传输介质传送数据快。　（３）节点扩展、移动方便。不像环型网络“牵一　

发而动全身”。　

（４）实现容易，成本低。　（５）故障点诊断容易，维护方便。　

３．２单机系统实现双网冗余　

网络故障一般为交换机故障、光电转换器故障、　

网线接头松动等，ＣＰＵ模块、ＮＯＥ通讯模块故障率很　小。因此对单机系统可通过增加１块ＮＯＥ模块、１个交　

换机组成双网冗余运行，以提高网络的稳定性与可靠　

性。如图ｌ的生水处理系统、次氯酸纳系统、炉内加药　

系统等。　３Ｉ３多台机组辅控网配置探讨　解决方案　

（１）对只有２台机组的电厂全厂辅助车间只设１　

个辅控网，１个集中监控点，可设在机组单元控制室，　

纳入全厂所有的辅助车间控制系统。所有子系统可取　消传统设计的水煤灰网，直接进入集控楼的辅控网。　

（２）对４台机组的电厂全厂辅助车间可设辅控网　ｌ～２个，设集中控制点１～２个。设置１个辅控网，　

则有必要设水煤灰网，并配置各自的服务器。如设置　

２个辅控网可取消传统设计的水煤灰网，直接进入集　控楼的辅控网。具体数量可根据本厂机组容　、进入　

辅控网的系统数　、Ｉ／Ｏ点数等因素确定。　（３）对８台机组的电厂全厂辅助车间可设辅控网　

２～４个，设集中监控点１～４个。具体数　可根据　

本厂机组容量、进入辅控网的系统数帚、Ｉ／Ｏ点数等　

因素确定。上层监控点町有多种方案，＿辛要可为按公　用系统＋机组分配方案和按系统（专业）分配方案以　

及控制室集中方案等。　

４通讯介质与通讯速度、通讯距离　

通讯速度、通讯距离与通讯介质选用密切相关。　

目前可以选用的网络介质有５类网线、６类网线、多模　光缆、单模光缆。但是５类网线１００ＭＢ的可靠性传输　

距离为１００ｍ，６类网线１０００ＭＢ的可靠性传输距离为　

ＰＬＣ２　ＰＬＣＩ　ＰＬＣ２　ｉＰＩ—Ｃ　Ｔ　ＰＬＣ２　ＰＩ　Ｃ１　ＰＬＣ２　Ｃ　一一一一一一　一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一　一一一一一一一一一一一一一一一一…一‘一一一一一…一一一一一一一一一一一一一一一Ｌ…一　图１双网冗余星型网络拓扑结构图　

中阈儇鬓｛最表２００８年第１１期　ＷＷＷ　ｃｎｉｍ．ｃｎ

　４５　解决方案　

ｌ００ｍ，布线趴离超过１００ｍｌＪＪ　需要采　光缆。了网交　

换饥　主交换仉宜采用光缆连接。光缆通讯具何以卜　优点：传输距离远；通讯容　Ｉ　大；耐腐蚀；抗电磁ｆ　扰　

能力强；你密性好；性价比高。　表ｌ为各ｆ【Ｉ１通讯介质的通小述度、通汛距离。　

表１　

ｆ　ｑ络介质　迎汛迷普：　７　＿ＩＪ继最Ｋ通讯距离　１　ｊ类　线　１　ｏ／１　００＊ｉｂｐｓ　１＿１（）ｎ１　６炎网线　１　０【ｍＭｂＤｓ　００ｆｎ　１ｏ／１　００Ｍｂｐｓ　２¨Ｉ）Ｏｒｅ　多｛＿（！光　１　０００Ｍｂｐｓ　ｊｊ（Ｊｎ１　４　光地　１　０／１　ｏｏ／１　０００Ｍｂｐｓ　１　２（１　０【】（）ＩＴＩ　

５交换机　

早型网络结构巾核心交换饥的上作负荷柑＿当繁　

重，要求担　中央没备的交换机的性能和ｕｊ‘靠性非常　高。大多电Ｊ‘部选用赫斯曼１Ｏ００Ｍ交换机作为核心交　

换机。如盘山电厂选用ＭＡＣＨ３００２、张家口电　选日｛　ＭＳ３１２４—４、红河电厂选用ＭＩＣＥ３０００等。人多电厂了　

交换机接口为电口，十网交换机与了交换机的通讯需　

要绎过光纤收发器进行转换后方可建立通讯，为了减　

少中间环节，提高　络稳定性与可靠性，了　交换机　采川光／电口‘体化的交换机，这样主　交换机通过光　

缆直接与了网交换机连接。如赫斯曼Ｒ２０　ｗｉｔｈ　８　ｐｏｒｔｓ　是两光Ｕ六电口交换机。囚此交换机Ｈｊ‘做如卜配置：　

（１）主干网相予网交换机采用两层旱型冗余架构，　系统划分为两个网段；　

（２）＋下交换饥选用］二业级干兆交换饥，与眼　务器之问选川ｔ　Ｔ兆光口连接，与其它设备（上位机、　

ＰＬＣ等）可用白　邑光ＬＩ连接；　

（３）下层单个控制系统吖选用百兆冗余光口交换　机配置；　

（４）交换机配置双电输入口，应提供两路供电　

且应以接线方式提供电源。　

６服务器　

正常情况　子　服务器负责从木了网内所有　

ＰＬＣ控制系统读取数据，所有数据存储在ｆ网服务器　

４６　ＷＷＷ．ｃｎｉｍ　ＣＩｑ　ＳＯＬＵＴＩＯＮ　

的过程教据库里；士　务　负责从各　网暇务器和其　

它独　ＰＬＣ程控系统读取教据，存放　：丰服务器数据　

中，并负责处理辅　操作员站的各｛＝『｛１请求，　牛服　务　产生故障或数据连接夫收的情况　，绀态软件自　

动从　务器切换　备　服务器，接管土服务器的所　何功能，　保持　辅控操作员站的通汛。网此　务器　

宵采用以下曲己置：　

（１）丰干网配置２台服务器；　（２）孑Ｆ　ＣＰＵ控制器使　较多的子网白『设　２台　

服务器，如水　、灰网等；　

（３）服务器应采用ＲＡＩＤ功能双硬盘配　；　

（４）服务器应配置冗余１－兆　卡，　了冗余交换　干兆光口物理连接；　

（５）日前国内可供选用的服务器品　何：ＩＢＭ、　

ＤＥＬＬ、ＨＰ、美国双容错目｝乏务器等。　

７上位机　

两台３００ＭＷ以上机绀辅控ｌ《ｉＪ操作员站　般配置　

３～５台；辅控网操作员站通过网络直接与服务器通　

讯读写数据。但町保留ｌ台操作员站直接与ＰＬＣ通　讯读写数据，以保证存２台服务器同时敝障时还能　

监视　操作；｝：何机配置研华工控机或埭泰克广控　

饥。也可选用成熟、可靠、品牌信誉好的商』ｉＩ＃ＪＬ，如　Ｄｅｌｌ；辅控网下层系统配置的Ｊ＿　机及软件数　比无　

辅控刚的系统应当减少，　’层系统调试充后运行人员　

转入辅控刚上层操作，下层辅控　配置　套上位机　和相关软件。　

８监控软件的选型与要求　

目前上位机监控软件种类很多，如ｉ　Ｆ　ｉ　Ｘ、　

ＩｎＴｏｕｃｈ、ＷｉｎＣＣ、ＲＳＶｉｅｗ等。　任电力企业大型辅　控网成功使用　控软件只有ｊＦｉｘｆ￣ｌｌｎＴｏｕｃｈ两种，而这　

两种软件各有优缺点，选掣时町根据用户的熟练徉度　

而定。目前国内绝大多数使＿ｌ＋ｊ的足ｉＦｉｘ｛￣ＩｎＴｏｕｃｈ。　国内大多电厂电除尘厂家自己开发的一套软件，　

给电除尘纳入辅控网的难度。如ｌＰＣ系统，该软件与　

ＩｎＴｏｕｃｈ、ｉＦｉｘ等软什不能直接通过ｉｏｓｅｒｖｅｒ通讯，只　能通过第三方ＯＰＣ功能实　通讯，往件导致通讯　、　

２００８年第１１期中阈｛霸嚣｛ｊ＝＿

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