在电站辅助系统中，传统的PLC加上位机的控制技术虽然能解决每个子系统得安全可靠运行，但同时也暴露出管理分散、备件种类多、设备投资大及通信网络复杂等缺点。随着计算机软件技术的迅猛发展，发电厂辅网集中监控（BOP）系统开始出现，它集计算机技术、数据库技术和自动化技术为一体，成为电力工业自动化发展的趋势。

 

      辅网集中监控系统实现对锅炉补给水系统、凝结水精处理系统、生活污水处理系统、工业废水处理系统、循环水加药装置、制氢站、加药系统、综合水泵房、除灰系统、除渣系统和输煤系统的集中控制和监控，同时兼顾通信故障情况下的就地辅助监控。辅网集中监控网是基于TCP/IP的以太网系统，数据通过各个子网系统的交换机上光纤接口连接到辅控网的核心交换机上组成快速百兆/千兆以太网。一般情况下由中央控制室的辅控网操作员站完成对各个子系统的监控与操作，发出的操作指令通过辅网服务器上的过程数据库迅速定位到相应子网系统的控制器上，由控制器程序控制现场相应设备的启动和停止；当辅控网络故障或必要时，可以由子系统的现场操作站接替监控职能。

 

      辅网集中监控系统克服了原有独立且分散的辅控系统的缺点，可以将运行人员减到最少。在基本不提高造价的情况下，BOP使整个辅助控制系统达到与主机控制系统相当的水平。集中的数据和统一的网络平台使辅助控制系统与电厂其它管理系统的联网的成为可能。

 

 

GE Fanuc的Proficy系列自动化软件产品为发电厂辅网集中监控系统提供了灵活软件解决方案。Proficy家族分布式的结构可以轻松搭建BOP系统中的实时数据库平台、历史数据库平台、HMI平台以及可靠的数据连接方案。这些产品包括：

 

Proficy HMI/SCADA – iFIX 强大的数据采集与监控平台

Proficy Historian 可靠的实时历史数据库

Proficy Realtime Information Portal 灵活的实时信息门户

 

-          由输入/输出模块、PLC以及就地上位机为核心组成辅机程控子系统

-          由冗余SCADA服务器、历史数据库服务器为核心组成辅网集中监控系统中心数据平台

-          由HMI软件为平台建立辅网集中监控操作员站组

-          搭建基于TCP/IP冗余以太网结构的辅控子系统及辅网集中监控系统两级交换网络

-          依托成熟的Portal产品建立辅网集中监控实时信息门户平台

 

-          就地上位机操作站选用Proficy HMI/SCADA iFIX为标准平台，通过标准以太网或设备通信模块，利用专用驱动程序（I/O Driver）或OPC Server与控制器（PLC）的I/O地址进行通信，实现对就地设备的操作

-          辅网集中监控的主/备过程数据服务器选用1对冗余iFIX Scada Server来建立统一的过程数据交换平台。iFIX直接与各辅机子系统的控制设备（PLC）进行实时通信。

-          辅网历史数据库安装Proicy Historian Server,过程数据库上的实时数据通过专用的iFIX采集器直接送往历史数据库，形成统一的事件查询、数据统计、分析查询数据平台。同时该数据库也作为BOP与SIS系统进行数据交换的平台。

-          辅网集控室内的操作员站采用iFIX iClient作为统一的组态平台。iClient与iFIX SCADA Server形成纯分布式的C/S架构，因此操作站的数量可以任意扩展。iClient 从iFIX SCADA Server获取集中的过程数据，从Proficy Historian获取统一的历史数据，并利用开放的组态平台（Workspace）创作出可靠完整的监控界面

-          实时信息门户（Web Server）安装GE Fanuc强大的门户平台 - Proficy Realtime Information Portal。Portal可以直接读取iFIX SCADA Server的过程数据、Proficy Historian的历史数据，可以灵活创建各类实时动态画面、趋势、数据统计画面、报表，可以直接转换辅网集中监控站上iClient的画面。Portal所有的画面均直接以Web方式发布出去，远程操作战通过浏览器便可以浏览所有信息。

 

配置举例：

 

 

-          可实现全厂辅助控制系统的联网及集中控制

-          采用统一的数据平台，所有数据共享，维护成本低

-          纯分布式的结构平台，系统扩展十分方便

-          具有压缩能力的历史数据库能保存辅网长期产生的海量数据

-          开放的组态平台可以自由嵌入与连接第3方产品

-          实现与SIS系统和MIS系统的统一连接

 

 

 

 

一、 概述
　　过去国内火电厂300MW机组以上的主控系统都普遍采用了DCS技术，但外围辅助系统，包括除灰系统、除渣系统、化水系统、输煤系统等采用的是独立、分散的常规控制系统，由于各辅助系统工艺有其不同的特性，所以采用的控制系统配置不同、技术水平、监控方式各异，这就势必对每个辅助系统都需配备相当的运行人员，使劳动生产率不能进一步提高。因此，在电厂的辅助系统中采用网络集中监控（BOP）技术，用先进、成熟、可靠的技术来实现更新换代是时代发展的必然趋势。
　　 益阳电厂一期工程2×300MW机组的外围辅助监控系统采用上位机+PLC网络监控方式，自动化水平有较大的提高；使辅助系统的监控水平逐步赶上主控系统的监控水平。辅助系统控制系统全部采用上位机、可编程控制器、网络控制方式，结合工艺系统和地理位置的情况组成三个网络控制网络系统，监控软件采用GE Fanuc 公司的Proficy iFIX及其相关的实时数据库。

二、Proficy 应用软件包的主要特性：
　　上位机的监控软件采用GE Fanuc公司的Proficy iFIX，它是基于多任务，多平台，实时性好，开放性好的集成软件包。Proficy软件提供了工业界最为强大的功能，包括实时过程的监视和监督控制，报警和报警管理，历史趋势，统计过程控制，基于用户的安全系统，方便的系统扩展，网络等。它集成了COM/DCOM、OPC、VBA、ActiveX等最先进的现代软件技术，使所有的应用组件都有可以无缝集成到一个系统中，并且数据可以很方便地在网络上共享。Proficy软件家族的iFIX WorkSpace 提供的开发画面采用调度（scheduler）报表和VBA语言程序，并与实时数据交互工作，可以组态所有图形，文本，数据。，通过动态和趋势图形工具生成容易操作和理解的画面，在运行和组态环境之间可快速完成测试对画面的修改，同时保持实时报警和数据采集。

三、 辅网集中监控系统的控制范围及网络结构配置：
　　1、辅助系统的控制系统范围：
　　A、化学水处理网络控制系统包括：化学补给水系统、凝结水精处理、化学废水处理、灰水回收处理系统、净水站系统、汽水取样、炉水加药系统、生活污水处理系统。
　　B、除灰渣网络控制系统：包括除灰、除渣系统、电除尘系统。
　　C、输煤网络控制系统：包括输煤系统程控、燃油泵房系统、含油污水处理系统、含煤废水处理系统。

　　2、网络结构及主要设备的配置：
　　每个辅助系统配置二台就地操作站，并且互为备用。操作系统为Windows NT4.0SP5，监控软件采用iFIX软件包。

        辅网集控室配置1对冗余的过程数据库，采用以太网直接连接辅助系统的PLC。软件采用iFIX SCADA Server软件包。设置3台集中监控操作站，软件采用iFIX iClient客户端软件。
　　整个控制网络系统以MODBUS PLUS网作为主干网，通讯介质使用双绞线屏蔽冗余专用电缆。

　　3、辅机工艺流程的控制主要实现的功能：
　　a、运行人员可以对三个辅助系统进行统一控制，如自动、半自动、步操、单操基本监视和操作。
　　B、 CRT画面显示工艺流程及测量参数及控制方式的选择，参数越限报警、系统故障诊断、报警、顺序运行、参数的成组显示，当参数越限报警，控制对象故障或状态变化以及控制系统故障报警时，以红色闪烁显示报警所在位置，同时音箱中发出报警声，持续半分钟，直到操作人员确认。
　　C、现场设备故障，影响程控前进时， 在运行人员干预下设备处于就地操作站操作方式。
　　E、水煤灰三个网络的上位机中均有完整的系统组态，数据库管理， 程控逻辑编程和系统调试功能，运行人员能直接调出各种所需的汉化画面。
　　F、历史趋势图显示；用FIX的历史数据显示功能，可查看各系统的实时值、历史数据值、统计值，可对曲线进行放大、缩小、打印等。
　　G、报表制作及打印功能：可根据用户的要求自动生成日报表、月报表以及其他表格，同时选择画面上的打印按钮打印画面及报表。报表保存时间根需要确定。
　　H、设置了基于用户的安全系统和系统安全性应用程序，安全系统可保护FIX文件、重要的程序、操作显示画面和配方、数据库模块。系统安全性应用程序包括安全配置和登录两种程序。操作人员登录程序，输入姓名和密码。在登录后，操作人员才能访问权限允许范围内的操作。

四、 问题与建议
　　1、由于辅助系统各个工艺过程不同，造成了系统的设计正处于逐步完善的阶段，控制过程依据现场实际存在着大量的修改，PLC程序也需同步进行，也造成了上位机数据和画面的修改。所以现场设备与系统的联调工作及整套联调工作宜尽早进行。

　　2、iFIX在作为BOP核心过程数据库时，由于数据点较多，对历史数据的大量存取会消耗系统资源，必须加大硬件配置以提高运行速度。因此建议可以采用独立的历史数据库，即分担网络负荷，又有效集中处理分析数据并以备外围系统的存取。
　　3、统一了上位机监控软件操作界面可以使系统合理、灵活地进行切换和调用。

五、结束语
　　目前益阳电厂一期工程2×300MW机组辅助系统投入运行以来，Proficy家族软件运行正常、功能强大，特别是其优点体现在iFIX的图形功能很强，支持多种图形格式，内容丰富。以及在组态中提供树形结构图，能够浏览所画画面中的所有图形对象，组态信息。具有的查找替换功能，可以替换整个图画以及画面中的对象的属性、组态点信息，对于同类型物体，避免重复组态。在现场进行调试编辑与运行时，可以是互相切换进行，支持在线修改，具有画面分层功能，运行时可以根据程序很方便地更换对象的连接数据源，给调试人员带来极大的方便。

        IFIX的数据点管理是独立于画面运行的，直接反映现场信息，数据点一经设定就可以立即反映现场状态。IFIX提供了数据管理库的输入、输出功能，可以把TAG信息输出到Excel工具中，可以在Excel中方便地完成繁琐的TAG点定义设置工作，再从Excel回输到数据库中来等等。完全满足工艺控制过程的要求，达到了预期设计的功能。
　　 值得特别关注的是火电厂的辅助系统共同之处就是各个辅助系统的工艺特性不同，地理布置相距可达数千米。对电厂辅助系统采用网络控制技术，就能实现相对的集中控制，减少值班点，提高辅机设备的自动化的监控水平，解决了以往电厂中辅助系统控制技术落后于主系统的现象；这必将是今后火电厂辅助系统控制技术发展的一个方向。

(湖南益阳发电有限责任公司   潘晓力)

 

日照电厂2X350MW机组主厂房内的设备利用融资从国外购买，锅炉由西班牙FOSTER-WHEELER供货，汽轮机、发电机和变压器由SIEMENS供货，主设备的控制系统采用了最新生产的具有九十年代最先进技术的分散控制系统。但是外围设备的控制系统如：化水、凝水、渣浆泵、燃油泵、循泵、工业水泵、消防水泵除灰、吹灰、输煤等还是分散就地控制，采用的控制二次设备等大部分是就地手操、远操和组合仪表等常规监控装置，造成主设备控制手段先进，辅助设备的控制手段落后，停留在80年代常规控制仪表的水平。致使机组主值班人员每台机组5人左右，而外围设备值班人员大约在15人左右。为此，日照电厂对外围控制系统进行了集中监控改造，把原来未纳入集控室控制的设备纳入集控运行，提高电厂自动化水平，达到减人增效的目的。

　　   整个辅网集中监控系统(BOP)网络配备2台服务器、5台上位机、1台Switch Hub（交换机）。2台服务器通过光纤环网将有关生产过程信息采集上来并进行处理、分析和监视；5台上位机再通过以太网从2台服务器将有关生产过程信息采集上来并进行处理、分析和监视；反过来，服务器又可控制、干预每个系统的运行情况，上位机可通过服务器实现控制、干预每个系统的运行情况，从而整个外围集中监控系统可实现对每个外围系统的远方监控，极大提高了设备在线管理的水平。

　　 为使本系统具有最大的兼容性，系统软件平台采用GE Fanuc公司的Proficy iFIX作为首选方案。
　　 软件设计实现以了下功能：
　　A、 兼容多个厂家的不同型号的PLC。本系统共接入三个厂家的PLC，分别为：GE90-30，MODECOM，SIEMENS 。同时喜同2实现了新老系统之间的数据共享。
　　B、 监视画面符合主设备控制系统人机界面的设计风格，按照分级浏览、逐级细化的原则设计画面，采用弹出式窗口、下拉式菜单等多种广为流行的设计手段实现画面的切换和显示，单个画面的工艺流程、信息显示（包括运行参数、状态、故障情况等）和各种曲线；且布局要合理、生动，色调柔和。
                               　　

　　C、事故追忆系统包括所有进入控制系统或系统输出的开关量和模拟量（如运行参数、输出指令、状态反馈等）以及控制系统本身发生的事件（如卡件或通讯故障等），所有I/O点均可以曲线的形式显示，为实现系统运行在线分析、诊断提供丰富的数据资源。

                               
　　

　　D、报警功能准确及时的反映现场设备及系统所发出的各种警告，并根据类别实现分类显示，对不同级别的报警分别以不同的颜色显示，并且可以分系统显示报警列表。
                                　　

　　E、 电厂工作性质决定了对安全性要求极高，为实现24小时无间断监控，本系统采用了SCADA服务器双机热备和LAN冗余结构，在主服务器产生故障或数据连接失败的情况下， Proficy iFIX自动从故障服务器自动切换至备用服务器，接管主服务器的所有功能，并保持与View节点通讯。LAN冗余则允许在View节点和SCADA节点之间有链条物理网络连接，对相同的数据源提供两条网络路径，当其中一条线路中断时，iFIX会自动切换到另一网络路径。
　　F、Proficy iFIX强大的脚本编译功能，轻松实现了与办公自动化系统（MIS）之间的数据传送，实现远程动态监视生产数据。
　　G、 iFix的“即插即解决”功能完满的联接了使用ECHO DMS软件编写的ORACLE 8.0关系型历史数据库；由于它运用了Microsoft的系列工业标准，支持COM/DCOM、ActiveX控件、OPC、VBA、 Windows NT/2000和Internet, 因此具有不可比拟的开放性，为系统未来的升级做好了铺垫。
　　  

日照电厂外围控制系统集中监控改造已完成并投入运行，是第一家实现外围系统集中监控的电厂。各外围系统就地控制室撤消，由集控室对所有外围系统生产全过程进行监视和控制，减少了外围系统运行人员，减轻了运行人员劳动强度，实现了企业减人增效，提高了企业管理和自动化水平。实践证明，日照电厂外围控制系统集中监控改造是成功的，为热控系统进一步改造，提高电力生产自动化水平起到很好的典范作用。

 

(山东日照发电厂 燕同升 王政)