电厂辅助系统集中监控的单机四画面显示技术

1、PROCE SS AUTOMAT I ON INSTRU M ENTAT I ON Vo.l 27No .11N ove mb er 2006电厂辅助系统集中监控的单机四画面显示技术The Techno l o gy of Quad -d i s p l a y on One CRT i n Centrali z ed Mon itori n g o f Auxili a ry Syste ms i n Power P l a nt李 蔚 吴 帆 王 峰(苏州热工研究院有限公司,苏州 215004摘 要:在研究目前常规电厂辅助系统监控领域使用的工控软件的基础上,开发了高性价比的单机四画面显示技

2、术。以上海吴泾第二发电厂辅助系统集中监控改造项目应用为例,证明这种技术是通过有限量上位机来实现多个辅助系统同时监控的,它解决了因电厂辅助系统集中监控范围的扩大而导致上位机不够使用的难题。关键词:单机四画面显示 工控软件 电厂辅助系统 集中监控中图分类号:TP29 文献标识码:BAbstract :On t he basi s of study i ng t he generi c i ndustri a l contro l soft w are used i nm onitori ng fiel d o f aux ili ary syste m s i n power plan,t t h

3、e tech -no l ogy o f quad -dis p l ay on one CRT is developed ,wh i ch o ff ers hi gher cos-t effecti veness .W it h the applica ti on i n retrofi t pro j ect o f centrali zed monit o ri ng o f aux ili ary syste m s i n ShanghaiN o .2W uji ng Po w er P l ant as exampl e ,i t i s proved thatw it h lm

4、 i ited quantit y of host computers ,mu-l tipl e aux ili ary syste m s can be mon it ored sm i u l taneously by usi ng t h i s t echnology .Th i s concept is a good sol uti on f or resol v i ng t he confli ct be -t w een expandi ng range of t he centralized monitori ng and i nsuffi c i ent resource

5、o f t he host co m puters .K ey words :Q uad -d i spl ay on one CRT Industrial contro l soft w are Aux ili ary syste m of po w er pl ant Centralized m onitori ng0 引言当前网络通信技术的飞速发展,使得越来越多的电厂采用将辅助系统进行集中监控的方式,以便集中管理和控制1。但随着集成范围的扩大、辅助系统的增多,运行人员不得不面临这样一个日益突出的问题:有限的上位机越来越不能满足同时监控诸多系统的需求。通常为解决这一矛盾采用的方法不外乎增加

6、监控上位机数量或者操作员频繁地切换画面。如果增加监控上位机数量,不仅需要投入硬件成本,更主要的是会受到控制室的空间制约;而频繁切换画面,则加大了操作员的工作强度和难度,影响系统运行的安全性和可靠性。单机四画面显示技术是在一台上位机上,通过对常用工控软件的研究开发,使其同时显示四幅监控画面,同时又不会影响到操作的合理性、系统运行的安全性和可靠性。将这一技术应用于电厂辅助系统的集中监控,能较好地解决多个系统同时监控的问题。1 主要原理单机四画面监控技术以往多出现于电厂的主系统控制中,需要高昂的硬件和软件费用作为支持。如果在辅助系统中采用这种硬件四分割显示技术,投入成本过大,对于改造项目还不能充分利

7、用原有的资源和设备。因此,如能利用目前多数电厂辅助系统采用的常规工控软件进行单机四画面监控操作,则可以达到事半功倍的效果。利用常规工控软件开发应用于电厂辅助系统集中监控的单机四画面显示技术,通过有限数量的监控上位机,实现多个系统的同时监控,关键是如何解决单画面和四画面之间的缩放显示切换以及画面的定位。一屏显示四幅画面,每幅画面的尺寸是显示屏幕的四分之一,通常用于运行人员的常规系统监视,如主要系统、设备状态,重要仪表参数等,运行人员在监视过程中可对处于四个区域的画面进行任意组合。但是如果对某个系统或某些设备需要进行具体的操作时,则需要把该系统的监控画面放大,将一屏显示四幅画面转换为通常的一屏显示

8、单幅画面,然后再按常规的方式进行操作控制;操作完毕后再把大画面缩小,自动回到一屏四幅画面显示模式中原来的位置。这样的监控操作原则使运行人员既能同时获取多个系统的运行信息,又避免因显示画面过小而引起误操作。目前电站辅助系统采用的工控软件,大多在其软件内核中充分使用了基于面向对象的框架结构,内置完全的M icrosoft VBA 程序,给后续开发者带来了前所未有的灵活性和开放性。通过工业标准的编程语言实60电厂辅助系统集中监控的单机四画面显示技术 李 蔚,等现软件的深入自主开发,从而扩展软件的原有功能,为改善和增强系统性能提供了便利。利用常规工控软件开发单机四画面显示技术,主要是通过对其支持平台加

9、入大量的V B脚本程序来实现的。2应用项目介绍上海吴泾第二发电厂(2600MW机组辅助DCS系统自2000年投入生产运行,至今情况良好,前后共纳入除灰渣、凝结水精处理、补水、净水等11个控制系统,各类系统画面及操作画面近1000幅左右,上位机采用美国I ntellut i on公司FI X327.0版监控软件。辅助DCS系统的监视操作台布置在集控室,共有三台上位机。随着集成进来的系统的增加,运行人员日益感到三台上位机已越来越无法满足诸多系统同时进行监控及操作的需要。如果靠增加上位机来解决问题,那势必要牵涉到集控室操作台的重新制作及布置(原辅助DCS操作台已无空间再放置一台上位机,涉及的面比较广

10、。于是,利用常规工控软件i F i x对其进行了单机四画面显示改造。2.1改造原则将原I ntell ution公司的FI X327.0版监控软件升级为i F I X3.5c版本2。i F I X3.5c版本软件是FI X 版本软件基础上的升级软件,它兼容了原FI X版本软件的所有特点,同时又接入了强大的VB开发功能,符合在其基础上开发四画面显示技术的要求。保持原有辅助DCS监控系统的操作方法,使运行人员的操作习惯具有延续性。采用上述单机四画面监控技术的设计原理。2.2系统设计2.2.1画面制作单机四画面显示中屏幕的四个区域是可以任意组合显示任意画面的,同时任一区域的画面也都可以放大至整屏显示

11、,所以对每幅系统画面而言有四张小画面和一张大画面,即分别显示在屏幕左上、右上、左下、右下的四张小画面和显示在整个屏幕的一张大画面。通过画面转化工具把F I X327.0编制的画面直接升级转化为i F I X3.5c兼容的画面格式,同时对画面中诸如动态属性、链接和一些无法转化的控件或者是因转化过程中产生变形的某些图像和字体重新组态、修改。这样制作出的画面是用于整屏显示的大画面,具体尺寸根据上位机的屏幕分辨率而定。四张小画面不需另行制作,只要将大画面的宽度和高度尺寸都减少50%,然后通过/调整画面到窗口0的命令,就能得到一幅显示比例为大画面四分之一的小画面。2.2.2设置变量及编程切换一屏四画面模

12、式和一屏单画面模式依靠的是缩放操作总原则,即无论画面是从哪一个区域放大,缩小时仍会回到原来的位置。而要实现此原则,必须通过一个变量对四个区域赋予不同数值,根据数值的不同才能判别不同的区域位置,从而对画面进行准确的定位。i FI X3.5c支持全局技术,包括全局变量、全局VB 子程序等,任意一点设置或修改都可以在整个应用内发生作用,以减少开发时间。通过i F I X工作台,设置一个用户级的全局变量picl oc,并将初始数值(i n itia-l val ue设为0。全局变量picloc具有5个数值:初始值0对应单屏显示的大画面,值1、2、3、4分别对应屏幕左上、右上、左下、右下显示的小画面。对

13、变量的赋值是通过四张小画面上的放大操作按钮和大画面上的缩小操作按钮实现的,它们分别对变量picloc赋以不同的数值。编程示例如下:/缩小0操作Select C ase user.p icloc.Current Val ueC ase0OpenPicture/display1.grf0,/X10,/Y10OpenPicture/display2.grf0,/X20,/Y20,C ase1OpenPicture/display1.grf0,/X10,/Y10C ase2OpenPicture/display2.grf0,/X20,/Y20,/放大0操作C loseP i ct ure/d i sp

14、 l ay10Open/d i sp l ay00user.p i cl oc.Current Val ue=1(放大屏幕左上小画面,进入整套监控软件程序的缺省显示是一屏单画面模式,此时变量picl oc为初始值0。在每张整屏显示的大画面上均设置/缩小0操作按钮,当点击此按钮时,当前显示的大画面会缩小成四幅小画面,显示在四个不同的区域,显示模式即转换为一屏四画面模式。对四个区域的小画面可以分别进行不同的操作和画面切61电厂辅助系统集中监控的单机四画面显示技术李蔚,等5自动化仪表6第27卷第11期2006年11月PROCE SS AUTOMAT I ON INSTRU M ENTAT I ON

15、Vo.l 27No .11N ove mb er 2006换,实现对多系统的同时监控。在四个区域显示的每张小画面上都设置/放大0操作按钮,点击不同区域小画面上的此按钮,就能将该区域显示的小画面放大至整个屏幕,同时变量picloc 会被置为不同的数值。再次点击/缩小0按钮时,程序就根据变量picloc 的当前值来确定缩小的画面应显示的区域。2.3 项目实施效果上海吴泾第二发电厂辅助DCS 系统经过单机四画面显示技术改造,原有的三台上位机可以显示12幅系统画面,完全满足同时监控11个系统的需要。目前系统已投入正常生产,运行稳定可靠。3 综合效益分析单机四画面显示技术使得在上位机数量不变的情况下,可

16、同时监控的系统画面是原来的四倍,并且具有较强的扩展性,支持辅助系统对更多的子系统进行集中监控。从工程实施的角度分析,新建电厂不必多说,对于运行电厂改造而言,凡牵涉到硬件变动的工程大多必须到机组停运才能实施,利用大小修间歇完成,受到时间条件的制约,一旦涉及集控室的施工如操作台改造、敷设电缆、设备安装位置变更等,那将更加麻烦。而单机四画面显示技术是纯粹通过软件开发实现的,只要原有上位机数量大于一台,就可以先对其中一台进行改造,其余上位机仍可保持在役运行。完成改造和调试工作后,将程序复制到其余上位机即可。整个工程实施可以在任何时间进行,对系统的正常运行不会产生任何影响,同时节约了大量的硬件支出费用,

17、经济效益不言而喻。对于科技进步意义而言,利用常规工控软件开发应用于电厂辅助系统集中监控的单机四画面显示技术,通过有限数量的监控上位机,实现多个系统的同时监控,这在国内电厂辅助系统的集中监控中还是一个首创。它在吴泾第二发电厂辅助DCS 系统中的成功运用,对今后的电站辅助系统集中监控诠释了一种新的理念,极大地提高了监控系统的科技水平,大大降低了工程造价。因此,无论从技术还是经济效益角度出发,该技术都具有较大的推广应用价值与前景。4 结束语目前国内多数电厂都逐步采用了辅助系统集中监控的方式,普遍存在系统多、监控画面多,同时可设置上位机数量受限的矛盾。将单机四画面显示技术应用到电厂辅助系统集中监控领域

18、中,就可以很好地解决这个难题,实现对多系统的同时监控。相对其它解决方法而言,单机四画面显示技术无疑具有更高的性价比。参考文献1 林存增,王 政.火电厂外围设备系统集中监控改造的研究J.自动化仪表,2004,25(3:53-55.2 李 棋.工控软件I FI X 在DCS 改造中的应用J.华东电力,2003,31:74-75.修改稿收到日期:2006-07-11。第一作者李蔚,女,1973年生,1996年毕业于浙江大学能源系,获学士学位,工程师;现主要从事热工控制方面的研究。(上接第59页3 结束语改造后的系统,一方面采用基于Profi bus 现场总线的全数字控制系统,系统扩充方便,为实现企业综合自动化提供了基础。系统所有的信息都通过Profi bus 现场总线进行传递,提高系统可靠性和控制精度,稳态速度控制误差0.05%;稳态同步精度0.5%;另一方面,基于PLC 的故障诊断功能增强了系统可维护性。该生产线经过现场一年多时间的运行表明,系统操作简单、维护工作量减少、可靠性提高,大大提高了产量和企业效益。在同类产品生产中可进一步推广使用。参考文献1 邱海昌,车海军,权万峰,等.水洗拉伸机组全数字控