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330 MW机组计算机监控系统Centrolog—T20及其改造           
330 MW机组计算机监控系统Centrolog—T20及其改造
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 11:32:33

0 引言
  随着计算机软件、硬件、网络技术的飞速发展以及发电机组单机容量的迅速增加,微机局域网络的应用已是电力监控系统发展的必然趋势[1,2]。江油发电厂7号、8号机组为进口法国ALSTHOM公司的330 MW火电机组,其控制设备Centrolog—T20系统为国外80年代产品,共采集模拟量700个、逻辑量3 000多个,是典型的大型分散控制和集中监视系统。其下位机T20系统包括逻辑控制(Controlbloc)、锅炉控制(Micro—z)、汽机控制(Micro—Rec)等下级控制和调节系统,它完成机组主辅机控制和调节以及电气控制。上位机Centrolog系统是以1台BULL公司的Solar小型机为中心,在RTES16实时操作系统支撑下构成的多任务实时系统,对机组运行状态和参数信息进行集中监视。机组多年的运行表明:下位机T20系统具有很高的可靠性,其系统软、硬件设计严密周到,充分考虑了特殊情况,留有充足的备用资源;上位机Centrolog系统的数据有较高的可靠性和准确性。由于机组取消了很多常规仪表,因而数据大多通过Centrolog系统进行监测,它具有相当的实用性,是不可缺少的重要设备。然而,Centrolog系统也存在一些问题,给发电机组的安全运行带来了较大影响和隐患。基于此,省电力局组织科研力量于1996年开始对系统进行技术改造,利用现有的高性能微机取代原小型机,与微机网络接轨。

1 Centrolog系统存在的问题
1.1
 备品问题
  
Centrolog系统是以小型机为中心的计算机系统。从计算机技术水平来看,该系统只相当于80年代中期水平;从发展角度来看,小型机已经逐渐被高性能微机所取代;从价格方面来看,由于Solar机系统的专用性,其备品必须依靠国外,价格昂贵。而微机的价格/性能比、通用性、兼容性都有无可比拟的优势。
1.2 性能问题
  
Centrolog监控系统的性能与我国制定的关于300 MW火电机组监控机标准相比,存在以下差距。
  a.系统平均无故障时间(MTBF):按国家标准主机不少于4 320 h,系统应不少于2 168 h,而Centrolog从投运以来,连续无故障运行的最好记录未超过1个月。
  b.系统冗余:按国家标准,系统CPU应有15%或以上的冗余,内外存储器也应有25%以上备用。经测试,Centrolog的CPU负荷高峰时可达95%,由于负荷曲线最小的平均时间是5 s,所以在更小的时间段中,机时占有率超过95%是完全可能的。
  c.响应时间:系统键盘响应时间及画面切换速度慢,远未达到国家标准。
  d.事件分辨率:Centrolog系统的事件分辨率是20 ms,而国内监控机一般都在5 ms以内。
  e.扩充性:系统的可扩充性、可维护性、可移植性与90年代计算机系统相比差距很大。
1.3 功能缺陷
  a.原设计的一些功能没有实现,例如,电量累计显示,设备启停和维护记录等。
  b.打印功能稳定性和可靠性差。
  c.无历史数据记录功能。
  d.系统的调试、维护手段和工具有很大局限性。

2 Centrolog—T20系统改造
2.1 系统改造方案与接口设计
  基于对原系统的分析,问题主要出自上位机。因此,对原下位机T20系统不作任何更改,保留其所有功能;摈弃原以Solar机为核心的上位机Centrolog系统,用微机局域网系统替代。设计由1台数据采集工作站和1个32路电流环智能串口箱共同组成微机局域网,与下位机T20系统接口。该接口主要功能有:串/并数码转换,发送信息,识别地址和接收数据;对发送数据加上检验段并接收数据的检验段;把高速数据总线上送来的地址翻译成内存地址,而后把传送的数据存入内存。
2.2 技术关键点
2.2.1 
通信协议的识别实验
  Centrolog系统与T20系统的通信数据流是按一定规律进行编码的非标准协议(由公司自定义),尤其是模拟量的编码非常复杂,在国外专家没有提供有关资料的情况下,通过大量实验,识别出数据流中的数据是这一改造工程的技术关键。
2.2.2 微机通信接口技术
  由于该330 MW机组为四川电网的主力机组,新系统的调试、安装、试运行都应以不影响机组的安全、稳定、经济运行为前提。针对这一问题和对系统硬件的分析,提出了以下解决方法:新系统(微机系统)只在通信链路上介入原系统。此方式对通信链路的影响仅为:增加链路压降约1 V,增加驱动电路功耗20 mW(20 mA×1 V),而链路的端电压24 V,驱动功率为1 W以上。所以,无论理论分析还是实验都证明了新系统介入不影响原系统的工作。这一方法是改造得以实现的重要保障。
2.2.3 OOP技术
  为继承原系统的一些功能,实现原系统未达到的功能以及丰富组态的要求,采用面向对象编程(OOP)技术,把要求解决的问题分解成一些对象及对象之间传递信息的进程,实现软件的模块化、信息掩蔽、知识表现,使软件具有继承性、发展性和可移植性。
2.3 微机系统组成结构
  微机系统把原小型机集中完成的任务分解成数个子任务,由数台微机分别完成,各微机之间的通信由串行通信技术支持。原Centrolog系统的工作由一小型微机局域网络完成。
2.3.1 网络组成
  a.网络服务器:网络操作系统在网络服务器上驻留和运行,存储和读取各工作站的实时数据和历史数据。
  b.打印服务器:带3台~4台打印机,完成事件打印、报表打印、随机打印和硬拷贝功能。
  c.数据采集工作站:实现微机系统与下位机的通信,由1台微机管理32路电流环智能通信接口。
  d.显示工作站:由4台带高分辨率显示器(1024×768)的微机组成。
  e. I/O工作站:实现所有的数字量输入/输出和D/A转换功能,并驱动语音系统。
  f.网络管理工作站(兼工程师工作站):完成系统管理和网络管理工作。
  g.美国网络通(Synoptics Inc)智能Hub系统2000:满足Centrolog系统实时性要求和节点管理要求,便于与厂MIS接口。
2.3.2 网络结构
  网络结构如图1。它把小型机所完成的庞大工作成功地分配给网络上的各微机来完成,使系统可靠性、实时性、冗余度均大大提高。

1601.gif (4229 bytes)

图1 新(微机)系统结构
Fig.1 Structure of microcomputer local area network system

3 软件结构
  微机系统软件由网络操作软件、网络管理软件、网络数据库和Centrolog系统软件四大部分组成。网络操作系统选用Netware V3.11,容量为25户。网络管理软件采用Synoptics公司专为其智能Hub设计的Optivity。网络数据库选用Sybase。Centrolog系统及组态软件编程采用OOP技术。

4 微机系统经济效益分析
  新系统(微机系统)经济效益主要体现在以下几个方面:
  a.改造后的系统试运行表明,可靠性和稳定性大大提高,为机组的安全、稳定、经济运行提供了可靠保证。曾发生的数日无法启动Centrolog的严重事故隐患消除了,发挥了良好的社会经济效益。
  b.维持原Centrolog系统运行平均每年的备品费用为80万元~100万元人民币,系统改造后,此费用可降至10万元以下。
  c.直接与厂MIS通信,不用另做上网接口,实现了全厂信息共享。
  d.避免了小型机被淘汰带来的维护成本高和难度大的隐患,为系统实现控制预留了接口。

5 结语
  Centrolog—T20改造后的微机系统自调试运行以来,解决了原系统存在的问题,且具有灵活易懂、美观实用的操作界面。监控系统的稳定性和可靠性得到提高,为机组安全运行提供了保障,产生了较好的经济效益。

 

参考文献
1 任成玉,王英彬,王明松,等.微型计算机集散控制系统.北京:北京科海总公司培训中心,1994
2
 钱清泉.微机监控系统原理.北京:中国铁道出版社,1997

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