1  概述

    随着电力市场的进一步开放、电力改革的不断深化和厂网分开、竞价上网的逐步实施，如何提高生产效率、降低发电生产成本、提高控制水平是每个现代化电厂急需解决的问题。由于热工自动化技术的发展，主厂房的生产人员已人大压缩，辅助车间生产人员占用多、劳动效率低的问题逐渐突出，成为电厂提高自动化水平、减员增效的重点。

    凤台电厂2X600MW火电机组的辅助车间分别按(水处理、除灰、输煤)三个监控点设计的基础上，采用成熟可靠的可编程控制器和工业以太网控制技术，将辅助车间监控点进一步减少和集中，建立全厂BOP辅机集中监控网络，实现在单元集控室对全厂辅助车间的监视和控制，不仅提高了控制水平，并且实现了减员增效、降低劳动强度的目的。

2 凤台电厂辅助车间工艺系统及监控系统结构

    凤台发电厂位于安徽淮南凤台，一期装机容量2X600MW，本厂程辅助车间包括锅炉补给水及反渗透系统、综合水泵房系统、制氢站系统、循环水加药系统、废水处理系统、净水系统、除灰渣系统、输煤系统等。各辅助车间的控制采用工业以太网联网控制，即将化学补给水、净水、废水处理控制系统与凝结水精处理及炉水加药和汽水取样系统的控制设备联网组成一个“水网”，在水网控制室（设在化水控制室）通过实现水系统的集中监控。输煤系统及除灰渣系统也均采用类似方式组成控制系统，在相应控制点实现对系统运行的监控。在系统运行稳定、运行值班员经全能培训的基础上，可在#1#2机组集控室对全厂辅助系统进行监控。具体结构图如下所示：

    在#1#2机组化水控制室的控制操作员站上能完成对凝结水精处理系统（包括锅炉取样、加药系统）、锅炉补给水及水务管理系统（包括净化站、化学水处理）、废水（含输煤系统废水处理）、工业水、生活水、循环水加药系统、制氢系统等控制系统的监控。为在系统调试和启动初期方便运行操作，全厂水系统设有以下几个辅助监控点：#1#2机组凝结水精处理系统辅助监控点、锅炉补给水及水务管理系统辅助监控点(包括反渗透系统)、制氢系统辅助监控点，在辅助监控点设有供启动调试用的操作员站（兼工程师站）。

    在输煤控制室的控制操作员站上完成对全厂输煤系统的监控，包括从卸煤至主厂房煤斗的整个输煤系统，输煤系统中有关专用装置的信息与输煤系统程控系统进行通信。在输煤控制设3台操作员站（兼工程师站）对输煤系统进行监控。

    全厂除灰渣系统集中在电除尘控制室进行监控，为在系统调试和启动初期方便运行操作，设有以下几个辅助监控点：#1#2机组飞灰输送系统、#1#2机组渣水（含灰场供水系统）系统，在辅助监控点设有供启动调试用的操作员站。

    上述辅控系统采用冗余的PACS RX7i系列产品，I/O模块采用VERSAMAX产品，PLC的控制器和上位机采用以太网进行通讯，I/O模块和CPU之间的通讯采用GENIUS总线。各个辅控系统通过工业以太网交换机组成全厂辅控网络系统。

3 凤台电厂辅控系统技术特点

    如上所述，凤台电厂辅助控制系统（以下简称辅控系统）采用相对分散系统数据库网络与集中监控相结合，分水、煤、灰系统三个子系统进行相对集中监控。水、煤、灰每个子系统采用PLC直接控制方式，每个系统有自己的独立数据库服务器。在全厂辅控中心（单元集控室）的操作站通过各个子系统的服务器对辅助系统进行控制。

    3.1辅控系统的数据通讯

    在传统电厂的辅控系统设计中，不同辅助系统采用不同厂商的控制系统，通讯接口协议也不尽相同。因此，在组建全厂辅控系统网络时，存在着许多困难，必须要有统一的通信和接口方式来解决不同种类设备间的通讯问题。凤台辅控系统不同于以往的控制系统做法，采用了统一的设备和通用的通讯协议。

    PLC统一采用GE的PACS RX7i系列产品，和上位机通讯采用工业以太网，辅控系统采用工业以太网。因为以太网可以提供从工厂设备层到厂级信息的全网络的技术支持，目前现场总线和PLC专用网络还不可能提供这么多层次的信息传输能力。为了符合电厂未来的发展和改造，网络交换机采用模块化结构，具有网管功能，同时支持IE浏览器管理。

    辅控系统网络和PLC、监控软件的接口，以及与第三方通信接口采用OPC规范，并且支持远程通信。

    3.2辅控系统的实时性

    辅控系统主机采用PACS RX7i系列产品 ,I/O卡件采用VERSAMAX产品，两者之间通过GENIUS总线实现连接，GENIUS总线的通讯速率可以达到156k，满足电厂辅控系统对于数据通信实时性的要求。辅控网络选用低延迟的工业交换机产品，工业级以太网交换机的支持优先级控制，保证整个网络满足实时控制的要求。

    3.3辅控系统的可靠性

    全厂辅控系统关系着全厂的稳定可靠运行，因此系统可靠性成为构建辅控网络系统时需要考虑的一个最主要因素。本着“管理集中，控制分散”的原则，采用合理的网络拓扑结构来满足辅控系统可靠性要求，主要体现在以下几点：

    a、由于电厂电磁干扰大，采用光纤介质来增加网络的抗干扰能力。

    b、通讯网络冗余配置，以提高系统的可靠性和实时性。

    c、依据“管理集中，控制分散”原则，电厂运行人员可以在集控室或其它现场控制室对全厂辅助系统实现集中监视和控制，但过程控制数据库相对分散在水煤灰三个独立的服务器中。

    另外，在本系统中，CPU采用冗余配置，并通过光纤连接来切换工作CPU和备用CPU，能够达到真正意义上的冗余。

    3.4辅控系统软件的高可用性配置

    除了采用冗余和高可靠的硬件设备组建高可用性辅控网络，还必须合理配置整个辅控系统的监控软件架构。监控软件是辅控系统的核心，所有辅控子系统的上位机监控软件选择高性能的统一产品intouch。

    由于全厂辅控系统I/O点数庞大，全厂辅控系统软件架构采用基于分布式过程数据库的客户/服务器（DBC）模式。各系统通过本区域的容错服务器采集辅助系统的过程数据，下层所有的PLC只与该容错服务器有接口。这样，每个PLC只有一个上位机接口，避免了多台上位计算机和PLC接口，大大减轻了PLC通信接口的负荷，不仅提高了系统响应速度，而且提高了系统可靠性，解决了全厂辅控系统速度慢的问题，而且大大提高了系统运行稳定性。

4 结束语

    凤台电厂辅助车间控制系统实现全厂联网控制具有许多优势。首先，辅助车间控制系统实现了辅助系统集中监控及综合调度，它能够实现整个电厂辅助系统的优化控制，最大限度地满足电厂机组安全、高效运行的要求。其次，辅助车间控制系统高度的自动化和网络化，可最大限度地节约人力资源，提高劳动生产率，实现效率最大化，满足投资方的要求，实现投资的良性互动。最后，PLC型号实现了全厂统一，各辅助车间均采用GE公司的PACS RX7i PLC，硬件统一，这样就为全厂辅助车间连网造创造了十分有利的条件，同时减少了备品备件的数量。

    电厂辅控系统实现联网控制是一个必然的发展趋势，与此同时实现辅控系统与电厂SIS系统、MIS系统的实时互连，真正实现全厂网络化和信息化，使电厂竞争力更加强大。