H9000計算機監控系統在高砂電廠的應用論文
［摘要］高砂電廠監控系統由H9000系統集成和二次開發而成，采用分層分布式系統結構，由廠站級主控制層和現地控制單元層組成，并按照“無人值班”（少人值守）的原則設計，采用PLC直接接入以太網的方式來實現。該系統運行穩定，為電廠的安全經濟運行打下良好的基礎。
［關鍵詞］H9000 計算機監控系統 高砂電廠 應用
高砂電廠位于福建三明境內的沙溪干流上，裝有四臺單機容量為12.5MW燈泡貫流式機組，設兩臺110KV主變壓器，機組與主變壓器采用擴大單元接線,一回110kV線路經沙縣城東變送到三明列西變接入省網。電廠原二次部分按常規集中控制方式設計,采用24V弱電有觸點集中控制接線,對電廠各主要設備進行一對一的集中控制和監視,舊中控室設有信號返回屏和控制臺。為進一步提高電廠自動化和安全運行水平，實現少人值守的目標,高砂電廠對綜合自動化系統進行改造，其計算機監控系統選用中國水利水電科學研究院自動化所開發的H9000系統，該系統投運以來，運行情況良好，實現了監控系統的數據采集和處理，實時控制和調節，安全運行監視，屏幕顯示，數據通信，系統診斷等功能，為電廠的安全經濟運行打下良好的基礎。
1、監控系統總體結構
高砂電廠H9000監控系統采用基于以太網絡的全開放型、分層分布式結構控制系統方案，共分二層：廠站級主控制層以及現地控制單元層。
廠站級主控層設備包括兩套雙冗余、熱備用的操作員工作站(兼主機)、一套工程師工作站、 一套通訊工作站、一套語音報警裝置、一套打印機服務器、二臺打印機、一套GPS時鐘同步系統及UPS電源等設備。
現地控制層采用現地控制單元與專用功能裝置既相互配合又相互獨立的設計原則，以提高系統的可靠性和整體性。
LCU主機與外部獨立裝置以通訊方式進行數據交換，每套LCU均是一套完整的計算機控制系統，與系統聯網時，作為監控系統的一部分，實現系統指定的功能。
2、監控系統網絡結構
高砂電廠監控系統的廠站主控級與單元控制級采用100MB交換式以太網絡總線連接，構成高可靠性的局域網絡結構，通訊介質為光纜，具有較高傳輸速率和良好的抗電磁干擾能力。在新中控室、計算機房內采用屏蔽雙絞線介質，有一臺 Cisco Catalyst 2924 交換機，構成100MB(10/100MB 自適應)網絡。Cisco 2924交換機提供3.2Gbps的交換網，提供24路雙絞線交換式以太網口，連接電廠主控級的各個計算機，另外還提供二塊4路光端口模塊,通過多膜光纜分別與各個現地控制單元LCU構成100 MB交換式以太網。
3、系統特點
（1）采用開放系統結構和成熟、可靠、標準化的硬件、軟件與網絡結構，各計算機均采用開放的漢化操作系統UNIX或Window NT,網絡軟件為TCP/IP，圖形符合X/Window。
（2）主要關鍵設備選用國際著名品牌產品。
（3）主要設備直接接入網絡，可獲得高速通訊能力和資源共享能力，PLC直接聯以太網，可靠性高。
（4）具有豐富的開發工具軟件和通訊規約，系統維護擴充和聯網通訊非常方便。
（5）為確保可靠性，系統重要設備采用冗余技術。
（6）系統功能分布，該系統網絡上的每一個設備都有自己特定的功能，某個設備故障僅影響局部功能。
（7）所有計算機在失電停機時，存儲器無數據丟失，電源恢復時能自動重啟。
（8）操作員站與工程師工作站設備型號一致，系統維護方便，備件互換性良好。
4、系統功能
該系統的實施實現了高砂電廠少人值守的目標，H9000是一套完整的實時控制系統，配備了完整的系統監控功能：
（1） 數據采集與處理。
（2） 綜合計算。
（3） 安全運行監視及事件報警。
（4） 人機聯系。
（5） 控制與調節。
（6） 生產統計記錄。
（7） 運行日志與報表打印。
（8） 運行指導，包括開停機過程監視、設備操作指導、事故處理和恢復操作指導等。
（9） 操作票顯示、編輯與打印。
（10）系統通信。
（11）系統自診斷與自恢復。
（12）系統數據庫。
（13）系統時鐘同步。
（14）防誤操作功能。
（15）系統的授權管理與功能分配。
（16）現地控制單元(LCU)。
5、系統運行情況及評價
高砂電廠計算機監控系統的改造，自2001年11月中旬系統設備到貨并開始安裝，2002年1月開始現場調試，2002年1月底主控制級設備投入運行， 2002年2月中旬#2機組LCU及公用LCU首先投入運行，隨后#4、#3、#1機LCU也相繼投運。運行多年來，H9000計算機監控系統能夠迅速、準確、有效地完成對本電廠被控對象的安全監視和控制，實現了數據采集與處理，實時控制和調節，安全運行監視，屏幕顯示，數據通信，系統診斷等功能，為公司設備的安全穩定運行奠定了良好基礎。
在系統這么多年的運行中，我們也發現了一些問題：①機組LCU與上位機運行中通訊中斷，原因有的是通訊光纜中斷引起，有的是LCU的UPS裝置輸出電源消失造成的，對照查明的原因進行相應處理后已正常。②上位機A、B主備用操作站偶有不定期自動切換發生，切換后，上位機監測數據全部顯示“0”，幾秒鐘后恢復，該問題已反饋到廠家，原因仍在進一步分析中。③監控系統改造后投運初期，由于一些控制程序沒有考慮周全，造成幾起設備運行中異常動作事件。
6、結束語
H9000計算機監控系統在高砂電廠投入運行后，形成一個完整的開放網絡型分層分布的實時閉環過程控制系統，在新中控室就能獨立完成對電廠的閉環自動控制功能。該系統的投運，使高砂電廠的自動化程度全面提高，運行穩定，處理速度快，調節控制靈活方便，各項功能完善可靠，運行維護方便，實現了少人值守的目標，大大提高了電廠的安全運行水平，改善了員工的工作環境，提高了公司的經濟和社會效益。
參考文獻：
［1］ 王德寬，等，H9000分布開放式水電廠計算機監控系統（J），水利水電技術，1996（5）.
［2］ 苑慶山， H9000計算機監控系統在西溝水電站的應用，黑龍江水利科技，2009（1）.
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