2.1.1控制层

    控制层为PLC控制网络,控制网络是一种高速确定性的网络，用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输，它为对等通讯提高了实时的控制和报文传送服务。它具备一个独有的预定连接，允许用户以预定速率重复的发送和接收数据，这就是请求信息包间隔（RPI）,就是说通过设定可以重复的以指定的间隔时间从I/O模块上接收数据(必须使用RSNetWorx去激活所有的预定连接)。

    2.1.2网络层

    网络层为工业以太网, 工业以太网是一种带有冲突检测的多点数据通讯方法(CSMA/CD)，使用国际标准的TCP/IP协议。宁海电厂4×600MW机组BOP系统采用冗余工业以太网来完成中央控制站和现场控制站之间的数据传递，在四机一控室布置有两台赫斯曼MICE3124中心交换机，网络的物理拓扑结构为冗余星型以太网，当网络中某一段光缆线路出现故障时，网络能够自动重新配置并继续通讯，其重构时间小于500ms，同时在此过程中不会造成数据的丢失或数据的变化。与就地控制子系统分支交换机通过光纤连接，与本地工程师站、操作员站以及服务器通过双绞线连接，利用工业以太网，可以充分的利用系统资源，数据的传送可以畅通无阻，并可以方便地进行连接和扩充 。全厂辅助车间网络控制系统配置如图1所示。

    2.1.3管理层为SIS系统

    SIS(Supervisory Information System)系统通过光纤接入辅控以太网，通过OPC方式从辅控网取数据：OPC是通过FSGateway抓取InSQL实时数据，再由任意OPC客户端软件通过OPC抓取FSGatway的数据。这样通过SIS系统实现了全厂辅助生产系统在IT的实时显示。

    2.2 硬件配置

    在四机一控集控室里有三台服务器、一台工程师站、五台操作员站以及大屏操作员站；三台服务器中有二台作为实时数据服务器，在这两台服务器中均安装有IDAS软件，它们作为下位机PLC与上位机工程师站、操作员站、大屏操作员站以及历史数据服务器之间的数据通道，互相冗余备用；另一台作为历史数据服务器，安装有InSQL工业数据库系统，厂级监控信息系统(SIS)通过该服务器读取辅网所有系统的有用数据，它通过IDAS来读取PLC数据,同时历史数据服务器作为辅网的时钟服务器，接收来自GPS时钟源的时钟信号，使辅网的所有计算机的时钟均能同步。工程师站安装有InTouch开发版、PLC编程软件以及网管软件，可以通过工程师站进行系统画面编辑，PLC编程以及网络的管理；在操作员站及大屏计算机中安装有InTouch运行版，可以通过他们监控全厂所有辅控子系统。
整个系统配置两台工业级进口光纤主交换机,设备布置在主控室边上的工程师站小间，在各辅助车间配置冗余的工业级分支交换机。所有交换机的接口有20%裕量。分支交换机布置于各PLC系统的本地机柜内，并由各PLC系统负责供电。主交换机端口数量为: RJ45 口16个,ST光纤口12个,与外围端口的联接全部用冗余超五类线和多模光纤联接，具体分配如下：PLC到分支交换机采用双绞线；分支交换机到主交换机采用光纤；服务器，操作员站（工程师站）到主交换机采用双绞线；BOP系统再通过交换机接入全厂MIS系统。

    每个操作站都配有冗余的10M/100M EtherNet网卡，通过交换机分别与冗余的EtherNet通讯总线相连，因此每个CRT操作站都是冗余通讯总线上的一个站。BOP网操作员站和各系统监控站采取互锁措施，确保只能接受一处操作员站发出的操作指令。操作员站运行监视具有数据采集、液晶显示器画面显示、参数处理、越限报警、制表打印以及各系统PLC参数设置、设备监控、控制逻辑的修改、系统的调试等功能。对控制系统的组态不影响系统的正常运行。

    整个BOP系统均采用罗克韦尔自动化公司的ControlLogix 1756系列产品，PLC控制系统采用双机热备模式，底层网络通过ControlNet 网通讯模块的冗余功能实现网络通信热备，下位机之间数据通讯交换速度最快为5Mbps，上位机与主站之间采用以太网通讯模块双备用连接，通讯速度能达到100Mbps。热备冗余模块之间采用光纤通讯，且每个机柜内不同类型的I/O模块都留有备用点，每个柜内的模块槽架都有模块的扩展接口。

    2.3 软件配置

    软件部分主要由监控软件、编程软件以及实时关系型数据库组成，它们分别实现全厂辅助车间网络上位机的监控、各车间PLC逻辑控制功能以及系统内部、外部的数据接口。监控软件和数据库软件采用InTouch9.0、Industrial SQL Server（25000 tag）。监控软件基于简体中文版WINDOWS 2000 Professional sp3中文版环境下运行，使系统既有较好的运行实时性，又有良好的开放性。所有设备的代号和测点编号采用KKS编码。编程软件选用RS-LOGIX-5000，使所有辅机PLC控制系统可离线又可在线进行组态。另外，还选用Wonderware公司的FactorySuite　A2工厂套件软件，用于历史数据处理和配置事件，以便对系统进行诊断和分析。

    2.4 电源配置

    配有2路交流220V±10％，50Hz±1Hz的电源至辅助车间电源柜，2路电源通过电路设计自动切换。切换后的电源送至两台主交换机、UPS和打印机、2#-6#操作员站、大屏幕。UPS回路包括整流器、48V电池组和并联逆变电源系统，实际上实现了三路冗余：市电、电池组、整流器输出。逆变系统是将48V直流电压通过高频功率变换产生高品质的交流电，再通过交流电供给负载。一旦逆变系统出现过载或故障时，通过静态旁路可以不间断的将负载切换到旁路去走市电，一旦恢复正常还可以不间断的切换回逆变系统。

3 辅控网子系统

    宁海电厂一期工程（4×600MW）辅助车间控制系统（BOP）覆盖了水、煤、灰等共13个辅助车间子系统的监控，各子系统I/O点合计11150点，辅控网各子系统I/O点统计见表1，各子系统与四机一控室的网络布线距离合计7100点，见表2。辅控网子系统各子系统包括：锅炉补给水及水务管理系统（包括净化站、化学水处理、工业废水、工业水、生活水、消防水等）、输煤系统（燃料）、凝结水精处理系统（包括锅炉取样、加药系统）、飞灰系统、飞灰分选系统、灰库区渣水系统、渣水及煤水处理系统、循环水加药系统、制氢系统等。

表1   辅控网各子系统I/O点统计表
                               

表2   各子系统与四机一控室的网络布线距离
                                 

    由于整个一期工程紧迫，在水、煤、灰设置三个监控点外，为在系统调试和启动初期方便运行操作，在各电子设备间还设立了渣水煤水控制系统和飞灰分选系统、凝结水精处理控制系统、制氢站控制系统、循环水加药控制系统四个辅助监控点。

4 网络中出现的主要问题及解决办法

    辅控网系统调试、运行过程中，曾出现实时数据刷新慢的问题，经仔细分析查找，我们发现FSGateway的Server端与Client端的通信方式为DCOM，数据刷新慢的原因正是DCOM的通信速率低引起的，如果分别装在两台机器上，网络的速度将会得到改善。

    据上分析，我们将FSGateway的Server端与Client端，都移至SIS接口机上；同时为了合理安排系统资源，还将几个较大的系统如锅炉补给水及水务管理系统、输煤程控的PLC参数作了适当的优化调整，经此调整后，网络得到了明显改观，各系统的实时性得到保证，至目前为止系统一直稳定运行。

5 结束语

    国华宁海电厂一期工程（4×600MW）辅助车间实现监控网络化和集中控制，提高了辅助车间运行与管理水平，为减少运行和维护人员创造了条件，同时提高了电厂运行的安全性和经济性。据了解一期辅助车间达到的自动控制水平，不仅在国内而且国际上均处于非常先进的水平，主要表现为： 

    （1）提升了全厂运行管理水平
 
    ● 值长在控制室可以方便地了解和协调处理机组和全厂辅助车间的运行。
 
    ● 提升全厂辅助车间主辅值班人员的地位和责任，辅助系统受到应有重视。
 
    ● 在全厂IT系统上，能很好地监视、了解全厂辅助车间的运行状况，为全面提升电厂综合自动化打下良好的基础。

    （2）节约运行管理费用

    可以为全厂辅控（不包括输煤系统）仅设主值班员1人、副值班员2人，及相应的巡检操作员和备员，可以比常规减员30%，为节约大量的劳动力成本创造了条件。另外，由于整个辅控网系统的硬件和软件的统一，减少了库存备品备件及日常管理维护费用。

    （3）减少基建费用

    由于取消了很多就地控制室，减少了建造和装修费，减少就地办公设施及操作员站的配置，从而降低了基建费用。