電廠計算機監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通信論文

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一、計算機監(jiān)控系統(tǒng)的概述

（一）計算機系統(tǒng)的監(jiān)控對象

抽水蓄能電廠使用計算機監(jiān)控的主要對象是廠房、地面開關(guān)站、上下水庫、施工變電所等。主要監(jiān)控設(shè)備有水泵水輪機、主變壓器及其輔助設(shè)備、一套變頻啟動裝置，此外，還有進水閥設(shè)備和所有的輔助設(shè)備，柴油發(fā)電機等機電設(shè)備。除了主要設(shè)備以外還有公用設(shè)備，主要是上水庫和下水庫的進水口閘門，還有水文測量系統(tǒng)和水位測量系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)和供排水系統(tǒng)等。

（二）計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原則

抽水蓄能電廠的主要作用是為電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻提供保障。在設(shè)置控制系統(tǒng)的過程中首先應(yīng)該考慮到電網(wǎng)的相關(guān)問題，其次應(yīng)該對系統(tǒng)的性能價格比進行考慮，在設(shè)計過程中既要追求技術(shù)的先進性，又要遵循一定的設(shè)計原則。監(jiān)控系統(tǒng)在進行方案設(shè)計時應(yīng)該考慮四個原則，第一個原則是按照國際的先進水平進行設(shè)計，其設(shè)計的前提是滿足可靠性和實用性的要求。其運行值班方式是無人值班或是少人值班的方式。為了保障監(jiān)控的統(tǒng)一性，應(yīng)該設(shè)置全場計算機監(jiān)控系統(tǒng)，避免使用傳統(tǒng)獨立的常規(guī)集中監(jiān)控系統(tǒng)。由于考慮到電廠的安全性和可靠性，還需要在設(shè)計的過程中外加簡單的停機安全閉鎖的功能，確保在緊急情況下系統(tǒng)的安全運行。對電廠的其他重要設(shè)備進行緊急處理時要使其滿足可靠性的要求。第二個原則是采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形式，確保系統(tǒng)中一個設(shè)備發(fā)生故障時其他的設(shè)備仍然能夠正常運行。第三個原則是保持系統(tǒng)的可靠性，采用環(huán)網(wǎng)配置的裝置設(shè)置其監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。在運行的過程中，要使系統(tǒng)本身故障影響力適當減少，不能讓系統(tǒng)本身的故障影響到環(huán)網(wǎng)的運行。第四個遵循的原則是實現(xiàn)計算機監(jiān)控系統(tǒng)與多各系統(tǒng)的通信，主要的系統(tǒng)有電站系統(tǒng)、網(wǎng)調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)、全場通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和電廠用電系統(tǒng)等。

（三）計算機監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

抽水蓄能電廠的計算機監(jiān)控采用的是開放式和分層分布兩種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，外加全分布的數(shù)據(jù)庫。在各個計算機中都有分布全場數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，在LCU中還有各單元的數(shù)據(jù)庫分布。在系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)點上還有系統(tǒng)功能的分布，任何一個節(jié)點都可以通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和其他節(jié)點通信。監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成，首先是集控中心，其次是電站主控級，最后是現(xiàn)地控制單元。前兩個部分在通訊時主要采用的是以太網(wǎng)，后兩者之間采用的是以太環(huán)網(wǎng)的形式進行通訊，以太環(huán)網(wǎng)還可以協(xié)助三者進行數(shù)據(jù)的交換，采用這樣的互聯(lián)控制方式主要作用是實現(xiàn)三者之間的緊密聯(lián)系，當主控級退出之后，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)機組抽水啟動。

二、電廠監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊原理分析

（一）計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的H1網(wǎng)絡(luò)通訊原理

H1網(wǎng)絡(luò)是一種規(guī)范型的總線型系統(tǒng)，其在系統(tǒng)的開發(fā)過程中主要涉及到網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中的三個層次，分別是數(shù)據(jù)鏈據(jù)層、傳輸層和物理層。傳輸接口是研究部門自己開發(fā)的，符合規(guī)定形式的傳輸協(xié)議。H1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有兩個主要的站點，其站點包含的位置是S5和S7系列PLC和計算機中。S5PLC是H1網(wǎng)上的一個單獨的站點，主要通過通信協(xié)議處理器模塊和其他站點進行通訊的。通信協(xié)議處理器模塊（CP1430）對數(shù)據(jù)進行交換時主要采用的是RAM和PLC的控制程序。當控制器的通信有一定的需要時，處理器就會將不同程序的數(shù)據(jù)打包使其成為多個協(xié)議數(shù)據(jù)單元，然后使用局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)單元發(fā)送給通信伙伴。對于遠程通訊站點發(fā)送的相關(guān)信息也可以通過局域網(wǎng)使用CP1430進行接收，將接受的數(shù)據(jù)進行解碼就能保證數(shù)據(jù)被不同站點接受。通過組態(tài)軟件對CP1430進行配置一定程度上能夠保障控制器接入到以太網(wǎng)。在電廠工作中，要實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)和計算機站點的通信，就需要配置一定的通訊處理設(shè)備，在通訊設(shè)備上面安裝合適的通訊軟件。計算機站點可以使用Hardnet和Softnet兩種形式的通訊處理設(shè)備。其中Hardnet自身帶有微處理器，可以有效減少計算機CPU上面的荷載，但是Softnet沒有自身的微處理器。H1的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)是一種點對點的通訊系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行傳輸時需要將通訊者的參數(shù)進行匹配之后才能進行傳輸。在進行組態(tài)時，還需要設(shè)置接口好的作業(yè)號，通過這兩者可以指明CP卡的通訊作業(yè)，然后通過CP卡的通訊作業(yè)進行數(shù)據(jù)傳輸。從而使得通訊作業(yè)的等級有所提高。

（二）計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的通訊程序

分析在計算機系統(tǒng)的監(jiān)控體系下，可以將通訊系統(tǒng)分為三部分，首先是通訊報文的準備發(fā)送階段，接受通訊報文階段，網(wǎng)絡(luò)通訊階段。通訊報文的準備發(fā)送階段的功能塊主要有七個，分別是PB211、PB212、PB213、PB214、PB215、PB218、PB219。通過這七種功能塊可以將數(shù)據(jù)格式進行轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換過來的格式存儲到相關(guān)模塊當中。其次是通訊報文程序的接收階段，在這一階段中，主要是將接收到的通訊報文進行解壓打包，然后再將其存放在一定的模塊當中。最后一個部分是實現(xiàn)接收和發(fā)送的綜合性能。為了確保通訊系統(tǒng)整體優(yōu)勢的發(fā)揮，可以通過網(wǎng)絡(luò)對通訊系統(tǒng)進行組態(tài)，將各個數(shù)據(jù)點的存放位置進行有效的配置，對于各個系統(tǒng)的上級協(xié)議采取自定義的形式進行編制。使用下位機通訊程序?qū)⒃械南嚓P(guān)功能進行代替，從而組成新型的應(yīng)用協(xié)議。

三、結(jié)束語

文章簡要介紹了抽水蓄能電廠上位機的升級中存在的一些問題，對H1網(wǎng)絡(luò)的接入情況進行了分析，從網(wǎng)絡(luò)的通訊原理和通訊數(shù)據(jù)的研究中得到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的改造思路，為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的升級打下了堅實的基礎(chǔ)。

作者：董天波單位：廣州蓄能水電廠