1 概述

    隨著電力市場的進一步開放、電力改革的不斷深化和廠網分開、競價上網的逐步實施如何提高生產效率、降低發電生產成本、提高控制水平是每個現代化電廠急需解決的問題，由于熱工自動化技術的發展主廠房的生產人員已人大壓縮，輔助車間生產人員占用多、勞動效率低的問題逐漸突出，成為電廠提高控制水平、減員增效的重點。

    鳳臺電廠2X600MW火電機組的設計具有較高的控制水平，輔助車間部分在控制點分別按（水處理、除灰、輸煤）三個控制點進一步優化設計，將輔助車間監控點進一步減少和集中，采用成熟可靠的可編程控制器結合飛速發展的以太網控制技術建立全廠BOP輔機集中監控網絡，實現在單元控制室對全廠輔助車間的監視和控制，不僅提高了控制水平并且實現了減員增效、降低勞動強度的目的。

    鳳臺發電廠位于安徽淮南鳳臺，一期裝機容量2X600MW，預計第一臺機組2008年4月發電，三大主機鍋爐、汽輪機、發電機均采用國產東方鍋爐廠、汽機廠和發電機廠的產品。各輔助系統的控制采用聯網控制，即將化學補給水、凈水、廢水處理控制系統與凝結水精處理及爐水加藥和汽水取樣系統的控制設備聯網組成一個“水網”，在水網控制室（設在化水控制室）通過水網控制操作員站實現水系統的集中監控。輸煤系統及除灰渣系統也均采用PC+PLC組成控制系統，在相應控制點實現對系統運行的監控，待運行穩定成熟后各輔助系統可再全部聯網并將操作員站移至集控室內進行監控。

2輔助車間工藝系統及網絡組成和結構

    本廠程輔助車間包括鍋爐補給水及反滲透系統、綜合水泵房系統、制氫站系統、循環水加藥系統、廢水處理系統、凈水系統、除灰渣系統、輸煤系統（表1）。

    
    本方案輔助車間采用集中監控方式，具體分四個監控點，即在#1#2機組化水控制室里設水系統監控點，在煤控室設全廠輸煤系統監控點，在電除塵區設全廠脫硫及除灰渣系統監控點，在#1#2機組集控室設全廠輔助系統監視點。并將四個監控點的實時監控系統進行聯網，在#1#2機組化水控制室操作員站上對全廠水系統進行監控，也可對全廠飛灰系統、渣水處理系統、飛灰分選系統、輸煤系統的數據進行監視，同時將實時數據送入廠級實時信息監控系統（SIS）。在系統運行穩定、運行值班員經全能培訓的基礎上，可在#1#2機組集控室對全廠輔助系統進行監控。具體結構圖如圖1所示：

    在#1#2機組化水控制室里外圍控制操作員站上能完成對凝結水精處理系統（包括鍋爐取樣、加藥系統）、鍋爐補給水及水務管理系統（包括凈化站、化學水處理）、廢水（含輸煤系統廢水處理）、工業水、生活水、循環水加藥系統、制氫系統等控制系統的監控。為在系統調試和啟動初期方便運行操作，全廠水系統設有以下幾個輔助監控點：#1#2機組凝結水精處理系統輔助監控點、鍋爐補給水及水務管理系統輔助監控點（包括反滲透系統）、制氫系統輔助監控點，在輔助監控點設有供啟動調試用的操作員站（兼工程師站）。

    在輸煤控制室完成對全廠輸煤系統的監控，包括從卸煤至主廠房煤斗的整個輸煤系統，輸煤系統中有關專用裝置的信息與輸煤系統程控系統進行通信。在輸煤控制設3臺操作員站（兼工程師站）對輸煤系統進行監控。

    全廠除灰渣系統集中在電除塵控制室進行監控，為在系統調試和啟動初期方便運行操作，設有以下幾個輔助監控點：#1#2機組飛灰輸送系統、#1#2機組渣水（含灰場供水系統）系統，在輔助監控點設有供啟動調試用的操作員站。

    本方案采用相對分散系統數據庫網絡與集中監控相結合，分水、煤、灰系統三個子系統進行相對集中監控。水、煤、灰每個子系統采用PLC直接控制方式，每個系統有自己的獨立數據庫服務器。在全廠外圍控制中心的操作站通過各個子系統的服務器對輔助系統進行控制。

    鍋爐補給水、廢水系統、凈水系統、超濾反滲透、凝結水精處理系統分別采用冗余的PLC構成程控系統，然后通過以太網交換機構成水網。除灰系統和除渣系統分別采用冗余的PLC構成程控系統，然后通過以太網交換機構成灰渣網。冗余PLC的CPU采用GE Fanuc的PACSystems RX7i系列產品，I/O模塊采用VERSAMAX產品。CPU和上位機采用以太網進行數據交換，I/O模塊和CPU之間的聯系采用GENIUS總線。

3方案技術要求和特點
3.1外圍控制系統的數據通訊

    在電廠的輔助系統中，以往控制設備往往不同生產廠商的產品，通訊設備的接口協議也不盡相同。因此，在組建全廠外圍控制系統時，存在著許多困難，必須要有統一的通信和接口方式來解決不同種類設備間的通訊問題。鳳臺外圍控制系統不同于以往的控制系統做法，采用了統一的設備和通用的通訊協議。

    PLC的CPU統一采用GE Fanuc的PACSystems RX7i系列產品，和上位機通訊采用工業以太網，外圍控制系統采用工業以太網，以太網可以提供從工廠設備層到廠級信息的全網絡的技術支持，現場總線和PLC專用網絡還不可能提出這么大范圍的信息傳輸能力。為了符合電廠未來的發展和改造，網絡交換機采用模塊化結構，具有網管功能，同時支持IE瀏覽器管理。

    外圍控制系統和PLC、監控軟件接口，以及與第三方通信接口采用OPC規范，并且OPC支持遠程通信。Genius總線是采用邏輯令牌環協議控制通訊介質的分配使用，是實現CPU和I/O之間通訊的途徑，使用雙絞線，不加中繼器，總線最長可達2.3公里，保證了通訊的可靠。

3.2外圍控制系統的實時性

    主機采用PACSystems RX7i系列產品 ,I/O卡件采用Versamax產品，兩者之間通過GENIUS總線實現連接，滿足電廠外圍控制系統對于數據通信實時性的要求。GENIUS總線的通訊速率可以達到156k。在選用以太網交換機時選用低延遲的工業交換機產品，工業級以太網交換機的收發延遲需要控制在數個微秒級，保證整個網絡的傳輸延遲滿足實時控制的要求。

3.3外圍控制系統的可靠性

    全廠的輔助控制系統關系著全廠輔助系統的穩定可靠運行，系統的可靠性成為構建外圍控制系統時需要考慮的一個最主要因素。本著“管理集中，控制分散”的原則，減少風險的集中，采用較好的網絡拓撲結構來滿足外圍控制系統可靠性要求。主要有以下幾點：
a、由于電廠電磁干擾大，必須采用光纖介質來增加網絡的抗干擾能力。
b、通訊網絡冗余配置，在條件允許的情況下，最好實現通訊介質的冗余配置，以提高系統的可靠性和實時性。
c、依據“管理集中，控制分散”原則，電廠運行人員可以在集控室或其它現場控制室對全廠輔助系統實現集中監視和控制，但過程控制數據庫要相對分散在水煤灰三個獨立的服務器中。

    在本系統中，CPU采用冗余配置，GE Fanuc PACSystems系統的冗余，通過光纖來切換工作CPU和冗余CPU，能夠達到真正意義上的冗余。
    CPU和I/O模件的通訊采用GENIUS總線，保證了通訊的抗干擾性，同時網絡采用雙纜結構，實現了通訊介質的冗余，增加了控制系統的可靠性。

3.4外圍控制網絡的軟件配置的高可用性

    除了采用冗余和高可靠的硬件設備組建高可用性外圍控制網絡，還必須合理配置整個外圍控制系統的監控軟件架構。監控軟件是外圍控制系統的核心，所有外圍控制子系統的上位機監控軟件選擇高性能的可靠的統一的產品。GE Fanuc PACSystems系統的開放性，確保和上位機監控系統之間的聯接。

    由于全廠外圍控制系統I/O點數龐大，全廠外圍控制系統軟件架構采用基于分布式過程數據庫的客戶/服務器（DBC）模式。各系統通過本區域的容錯服務器采集輔助系統的過程數據，下層所有的PLC只與該容錯服務器有接口。這樣，每個PLC只有一個上位機接口，避免了多臺上位計算機和PLC接口，大大減輕了PLC通信接口的負荷，不僅提高了系統響應速度，而且提高了系統可靠性，解決了全廠外圍控制系統速度慢的問題，而且大大提高了系統運行穩定性。

4結束語

    鳳臺電廠輔助車間控制系統集成具有許多優勢。首先，輔助車間控制系統實現了輔助系統集中監控及綜合調度，它能夠實現整個電廠輔助系統的優化控制，最大限度地滿足電廠機組安全、高效運行的要求。其次，輔助車間控制系統高度的自動化和網絡化，可最大限度地節約人力資源，提高勞動生產率，實現效率最大化，滿足投資方的要求，實現投資的良性互動。再次，PLC型號實現了全廠統一，各輔助車間均采用GE Fanuc公司的PACSystems RX7i PAC，硬件統一，這樣就為全廠輔助車間連網造創造了十分有利的條件，同時減少了備品備件的數量。

    最后，電廠輔控系統實施是一個必然的發展趨勢，輔助車間控制系統的聯網，進而與電廠SIS系統及MIS系統實現聯網，真正實現全廠網絡化，使電廠競爭力更加強大。