电厂之 63 天荒坪抽水蓄能电厂操作监视系统改造

1、.天荒坪抽水蓄能电厂操作监视系统改造宋旭峰冯伊平（华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司）摘要论文分析了天荒坪抽水蓄能电厂操作监视系统改造的必要性，讨论了其改造的可选系统方案和关键技术问题，最后提出了改造系统的选型，并对改造后系统进行了总体设计。关键词INFI 90 分散控制系统（DCS），操作监视系统，改造一概述天荒坪抽水蓄能电厂是华东电网主要的调频电厂，设有六台单机容量为300MW的可逆式水泵水轮机。电厂机组设备运行的监控设计采用计算机全监控方式，监控系统设备是随主机机电设备一起利用世界银行提供的贷款公开招标采购的，为加拿大BAILEY INFI 90 分散控制系统（DCS），BAILEY OIS

2、11操作站，使用QNX操作系统。在天荒坪抽水蓄能电厂6台发电机组全部投入运行时，电厂的监控功能基本正常，具备了合同要求的功能，但是系统的性能不尽如人意，问题集中在操作监视系统上。二操作监视系统改造的必要性2.1 系统数据处理和存储能力接近饱和全厂总的数据（TAG）容量已超过25000点，尽管利用了分散数据布置方式，但操作员站数据点已接近10000点，主机不堪重负，操作监控的响应速度很慢。操作员站OWS A/BOWS C机组OIS8LCU/OIS9LCU/OIS10LCU/OIS标签量容量942341058290802679607462最大标签量容量10000100001000010000100

3、0010000n 实时数据库刷新时间最大3.65s，最小2.47s合同要求2sn 控制命令响应时间最大8.4s，最小1.9s合同要求2sn 画面调用时间最大7s，最小2s合同要求2s2.2 操作员站运行故障自系统投运以来，其主要操作站多次死机，引起整个操作监视系统密码管理失效，该系统市场占有率不高，属淘汰系统，设备提供商已不再就系统缺陷消除作任何投入，死机问题无法从根本上解决。2.3 报表及数据存储不能满足运行管理的需求受报表记录软件本身的限制，报表的编辑修改复杂，打印输出经常出错，不能适应运行管理的要求，目前报表仍采用人工记录的方法。系统安装的4只光驱不能稳定工作，系统历史数据不能保存。2.

4、4 工程师站不能满足系统维护的需求工程师站的各种组态环境是基于DOS的版本程序，使用不方便。控制逻辑组态维护环境无法进行全厂逻辑组态文件信号的统一交叉检索，无法生成能准确反映各机组间信号传送的逻辑组态图。无法满足对全厂25000个数据（TAG）点进行检索、排序等操作的快速响应。由于系统性能存在以上固有缺陷，为保证天荒坪抽水蓄能电厂的安全运行，要求对其监控系统操作监视系统进行改造。三操作监视系统改造的可选系统方案3.1 采用原DCS系统软硬件升级的方案（方案）1） 由于仍为同一系统，与INFI-90 DCS网络正常稳定的通信和数据传递通信以及与原工程师工作站所有功能的兼容是得到保证的。2） 计算

5、机技术的发展， ABB BAILEY已推出以WINDOWS NT或2000为平台的新系统。新系统除了可兼容原系统的功能外，采用可支持30000数据量的通信接口。单个操作员站可监控整个天荒坪抽水蓄能电厂的信息，信息处理速度更快、功能更强，通用的操作平台为将来硬件的升级提供了基础。3） 新系统操作平台为通用的WINDOWS平台，并可提供由第三方开发的API软件包，给调度数据网通信规约的开发提供了手段。3.2 OPsCON驱动软件与iFIX 的集成（方案）1） 随着计算机运算速度、存储容量以及网络的通信速率的提高，使异种系统的连接和互换成为可能，加拿大PREVISE公司开发的OPsCON就是提供给专

6、门替代原BAILEY DCS的通信驱动和应用转换软件，运行于INTELLUTION的iFIX系统。OPsCON软件的特点是：- 可直接与INFI-90 DCS网络的通信。- 支持30000个数据量，并一一对应的将原数据库映射到INTELLUTION数据库。- 自动将原有的过程显示画面文件转换到iFIX系统。2） OPsCON 的工程师工作站可具备对BAILEY 系统LCU组态的功能。3） INTELLUTION的iFIX系统为开放式结构，允许嵌入第三方应用软件。3.3 利用其它驱动软件的系统集成（方案）由于BAILEY semAPI INFI 90 SCSI/Serial I/O Server

7、 是一个基于微软 Windows的程序，可以作为通信服务器，允许其他Windows应用访问BAILEY INFI 90 DCS。任何支持DDE，快速DDE或者SuiteLink技术的客户机可以使用该服务器。支持的通信协议（INICI03）包括RS-232，以太网（TCP/IP）和SCSI。因此，设置通信前置机，选用已投运市场的与BAILEY semAPI软件配合使用的驱动软件（如Matrikon ProcessX Bailey OPC），可构筑全新的操作监视系统监控网络，能够选用的主机系统也因此变的非常广泛。这种方案理论上是可行的，但在国内没有有相关工程经验的公司。四改造的关键技术问题由于本改

8、造的范围为电厂监控系统的操作监视系统，就地机组和其他辅助设备的自动化控制单元（BAILEY系统的PCU）保留，为了适应保留设备的技术要求，存在至少以下关键技术问题。4.1 与INFI- 90 DSC控制网络的接口通信改造后的操作监视系统，能快速、稳定的与未改造部分的INFI 90 控制网通信，完成控制和监视的功能是改造成功的基本要求。4.2 提供的工程师站能完成INFI-90 DCS 的组态管理Ø 支持对INFI 90 DCS MFP控制模块在线组态管理；Ø 支持对INFI 90 DCS控制网络的诊断和管理功能；Ø 支持对目前组态图纸的管理功能。五改造系统的选型为

9、了确保改造方案实施的成功，建议所选用的系统应满足下列条件：1） 应具有与INFI-90 DCS系统集成成功的经验，规约本身的安全性和可靠性已经过一年运行时间的考核；2） 系统应具有成功和稳定运行的业绩，且技术成熟先进；3） 系统的供货商应获得ISO9000质量体系认证证书，并设计、开发、安装和调试过类似的计算机操作监视系统。；4） 原则上与操作监视系统改造方案不宜采用带有前置单元的系统。综合上述分析，为保证改造系统的稳定、成熟，从而保证天荒坪抽水蓄能电厂生产监视和控制的需要，选择了采用原DCS系统软硬件升级的方案（方案）,系统的最终选型确定为INFI 90 DCS CONDUCT NT系统。六

10、改造系统的总体设计系统选择了以机和2000为平台的INFI 90 DCS CONDUCT NT系统操作站，大大地降低了改造的成本。改造后的操作监视系统8台服务器操作站，其中电厂中央控制室2台，6台机组现地控制盘处各有1台，它们分别直接与INFI 90 控制网通信，保证了监控功能的可靠性。有6台客户机操作站，它们通过与服务器操作站以太网联结，与INFI 90 控制网通信，分别放置在全厂其他有监控需求的地方。天荒坪抽水蓄能电厂为地下式厂房，机组及地下公用设备的现地控制单元（LCU）均在地下厂房，地面设备现地控制单元及中央控制室在地面，两者相距约300米。因此，为了提高操作视系统网络的可靠性和高速通

11、信的能力，系统设计在地下厂房和中控室各配置集线器一只，使用光纤连接两只集线器。整个网络系统设置打印服务器，集中管理各种打印任务，共享打印资源。七结论论文分析了天荒坪抽水蓄能电厂操作监视系统改造的必要性，研究了其改造的可选系统方案和关键技术问题，最后提出了改造系统的选型，并对改造后系统进行了总体设计。该改造项目的可行性已通过专家评审，项目的建设正在进行中。第一台操作站已顺利接入生产系统，操作站的工程组态和调试工作已基本完成。调试运行几个月来，新系统通信快速、运行基本稳定。改造后系统的投运，将弥补原系统的缺陷和提供新的功能。参考文献1 傅新芬，洪允云，天荒坪抽水蓄能电厂计算机监控系统，华东水电技术

12、，2000/2；2000/32 项 捷，宋旭峰，天荒坪抽水蓄能电厂计算机监控系统改造可行性研究报告，华东电力试验研究院科学技术报告，2002，123 北京晶优宸旭科技有限公司，天荒坪监控系统改造项目投标书，2003，34 （北京）贝利控制有限公司，天荒坪监控系统改造项目投标书，2003，35 ABB automation Inc. Symphony system Conduct NT series documents:378天荒坪抽水蓄能电厂监控系统操作监视系统改造总体设计图工程师站EWS 中控室OWSA/B操作站 操作链路通信前置机M & TUNEMA12TUNEMA12TUNEMA12T