1、大化水電廠計算機監控系統的改進與完善黃國明俸梅楊國獻<廣西大化水力發電總廠廣西大化530800）1刖言大化電廠設備控制系統改造前的采用的是晶體管邏輯選線控制系統和機組現地 的可編程控制器系統，信號滯后模糊、設備老化故障率高、系統繁瑣復雜，已遠遠不 能滿足大化電廠“無人值班 < 少人值守）”、創一流企業的需要。98年 12月，桂冠公司 主持招標并確定了由南瑞集團公司負責大化電廠計算機監控系統升級改造項目，經過 一年多的安裝調試和試運行，于2001年8月通過驗收。竣工后，如何使監控系統更好地 服務大化電廠生產管理和發電運行的具體需要，給我廠留下了很多實質和富有挑戰性 的問題，也給監控維

2、護人員創造了鍛煉和提高的機會。2監控系統介紹大化電廠監控系統如下圖所示：廣西大化水力發電廠集控中心監控系貓構圖2. 1硬件2.盟仁1上位機主要設備包括四臺美國DE（公司64位Alpha型計算機:其中兩臺作為廠級計算機主-j-一坤聊 Emi Emr表打印級功能應用并互為KM員0 FUM四臺ICS工控機中兩臺作為通訊服務器臺為項目帀工作站臺為培訓丁作站。另lUB臺通信網關鐘同步:。軻2.幾和一臺歷史數據站閘門IM1RU lkYA UKSJ-500現地匚單元rsai son E>U aILCU單元采用GPS!星同步時鐘系統，用于監控系統的時,，四個機組般忠CU單元,PLCCU單元型微機監控裝置

3、;沁 IHLDLCU單元,個公用P1X944首Sdicoi 蒯HJCHIIkVA UPS umODiCOn iLCUCPu采啊液LCU單元的當地人機晶顯示一體化工控機，用于實現數據庫的分層布置，同時也作為接口。一旦LCU單元與上位機系統的通訊中斷，LCU單元可以獨立運行，操作人員仍可 在當地LCU實現對被監控對象的全部操作。每臺機組LCU單元設置一臺UPS不間斷電源，由本機旁動力盤母線進線開關前的 400VI、U段提供交流電源。22軟件大化電廠上位機、LCI單元采用的是基于UNIX的SSJ-3000: NARI ACCess歷史站采用基于 WINDOWS 的SQLServer 7.0 和 VC

4、+23功能系統主要功能如下:. 數據采集與處理. 運行監視和事件報警. 生產過程中的控制操作. 數據記錄自動存檔. 趨勢分析. 閘門控制. 安全閉鎖. 歷史數據查詢. 自動電壓控制 （AVC>. 自動發電控制 <AGC）. 統計記錄和自動制表打印. 人機接口: 根據登錄權限進行人機對話. 通訊 : 與監控系統內外設備聯網. 實時在線自診斷和冗余切換管理. 事故追憶和召喚打印. 有功和無功的實時控制和調節. 事故處理指導. 系統時鐘同步3 監控系統的完善 我廠監控系統從全部投運至今已有兩年整，經過不斷修正完善，已基本進入了穩 定運行狀態。現將我廠在逐漸完善過程中所做的一些重要的改進完

5、善工作進行總結匯 報，希望能對大家有所幫助。31 系統硬件的完善完成了監控與 MIS系統的通訊，監控系統中的一些數據應用到 MIS系統，使監控 功能得到開發、延伸和完善。另外與中調的通訊也得到了改善，原與中調的18 0 1 通訊現改為計算機通訊。32 上位機的完善321 數據庫的完善監控系統剛投運就發出大量真假的故障信息和故障光字，其中如機組冷卻水切換 過程中的冷卻水瞬時中斷、機組因為大量用油引起瞬時油壓力過低、受干擾而導致測 溫值跳變、微機調速器因為干擾而發出的瞬時測頻故障、主變冷卻系統油流繼電器瞬 間抖動等等，這些都是設備運行過程中必然出現或極其短暫的、難以消除的特殊瞬 態，但計算機監控系

6、統無法分別瞬態和真正的故障，捕捉到此瞬態后即發出設備故障 信息，既誤導我們對設備狀態的正確判斷，也給處理故障的上位機造成頻繁死機。針 對這些實際因素，我們采取解決/完善措施：在監控NARIacc數據庫中沒有專用的過濾 和延時作用的功能塊情況下，通過在數據庫中用高級語言來編寫簡單程序來實現了這 種功能，對數據庫中很多信號都做了過濾和延時處理。對現地單元的PLC事件上送數據的改進與完善。改進前 PLC控制過程中的重要信息都是采用事件的形式上報到上位機，上位機可用于顯示和存盤，但寫不入數據庫 中，所以這些事件無法用于數據庫中的高級功能，如：報語音、推光字、日報表，也 不能用于上位機的各種順序控制程序

7、中。解決 /完善措施：匯總PLC程序中的各種控制 過程中的重要上報信息、數字開出量等，并以內部測點的方式送到上位機數據庫，以 實現上送數據應用于高級功能。322 畫面的完善 畫面的正確顯示除了與數據庫息息相關，還與現場密切相連。每次有變動，我們都要 在畫面上對鏈接、顏色、量程等做相應的修改，便于信息查詢和操作簡練，并通過顏 色正確顯示設備的實時狀態和參數等。另外，還根據實際需要增加新的畫面，方便運 行監視。323 AGC 與 AVC 的改進完善自動發電控制AGC和自動電壓控制AVC是監控系統高級應用功能，采用AGC/ AVCg制可以滿足系統及用戶對安全發電、自動控制、快速反應的要求，實時調整保

8、 持機組運行在最優工況。改造以前的 AGC/AVC以前曾有如功率測量故障時會引起負荷 誤調節、工控機通信故障或重啟會引起的負荷波動等問題。解決 /完善措施：考慮到AGCAVC控制流程是把設定的負荷下傳到現地 PID模塊再進行調節，所以增加功率測量故障時閉鎖機組PID調節的限制條件，就可解決上述問題。3. 2. 4報警語音和ONCALL的完善原來只有較重要的事故、故障信號才用具體的語音報出，而其它的故障信號語音 都很籠統，如1#機故障等。語音報出來后無法迅速弄清故障的設備和類型，還需進一 步查看信息簡報或故障光字，不利于故障的快速反應。解決/完善措施：將一般故障的報警語音盡量詳細化，最后整個監控

9、系統整理并錄制了2000多條語音。3. 2. 5報表的完善；以前生技部門和運行的很多報表都需要人工統計，監控系統上來后，配合運行及 生技部門報表的需要，制作了許多報表并自動存取數據，取代手工操作，防止人為出 錯和保證數據的客觀性。3. 3機組LCU單元的完善3. 3. 1 PLC程序的完善在實際運行中，我們發現了PLC控制程序的設計思想中很多與實際有出入的地方，如原壓油泵在運行一定時限后報控制超時并退出控制，設計思想是考慮壓油泵的 電機運行太久會過熱，但后來發現這樣設定不盡合理，在負荷反復調節用油量大時， 油泵退出控制容易導致事故低油壓停機，且油泵電機過熱量不大，經分析研究我們決 定改進為只發

10、控制超時信號，油泵不退出控制繼續工作；同樣，原“大軸密封水壓力 中斷”水機保護在負荷調節過快、開停機過程中蝸殼水壓瞬時過低時發出事故信號， 閉鎖負荷調節和操作控制，極易生產違約電量，也給設備運行增加維護量，針對這一 情況也改進為“大軸密封水壓力中斷”只發故障信號提醒值守人員進行檢查，取消發 事故信號及啟動相關流程。另外還有很多如頂蓋水泵的控制流程、開機滿足條件、自 動補氣流程、開停機流程等控制程序，我們經過現場反復模擬實驗，逐漸完善后適用 于生產實際。3. 3. 2對現地單元電源系統進行了改造改造前后的電源接線圖如下面兩個圖所示。改造前：原接線不足有甲交交流電源主小在輸入電源停電后只能繼況回路

11、切P續工作換繼電器不可靠、備用容量考慮不足；UP220V輸出交流電源;原UPS的狀態信息無法接入監控來進行監視。解決完善措施：更換切換繼為可靠的中小型交流接觸器；更換新型交流電源UPS可以UF、用大容量的廠 220V直流S逆變的備用電源，有更高的可靠性，并可將 UPS內部狀態上送便于監視；同 圖裝置故障時也有后備電源圖從配置上提高了電源系統的整外部電源結構，使UPSI電池容量，電的情L器為更 電源作為 習時更改 ?體可靠性。3. 3. 3對保護停機等重要信號回路進行改進與完善；原監控系統中曾出現過如收到假的電氣事故信號、有時又捕捉不到電氣事故信號等異常現象。分析后認為原因有：我廠機組電氣事故停

12、機信號為24V的SOE信號，原用電纜與其他不同電壓等級的電纜在一起造成信號相互干擾；輸入信號容易受大強磁 場的干擾；PLC程序中沒有采用延時處理，而 PLC檢測到電氣事故停機信號就馬上進 入事故停機流程。解決/完善措施：將不同電壓等級的信號控制電纜重新拉且分開布 線；在信號進入PLC前增加隔離繼電器，濾掉瞬間干擾引起的信號；在 PLC程序中增 加20ms延時回路，增強PLC防外圍信號的抗干擾能力。經過以上的處理后效果顯著， 此異常現象至今再也沒有出現過，而且保護也從未拒動過。3. 4閘門LCU現地單元的完善原閘門單元模塊存在誤開出現象，與上位機通訊中斷時監視不了閘門動作情況， 經常出現閘門測量

13、故障。解決/完善措施：將原來所在的雙節點開出分開安排到不同模 塊上，防止單個模塊誤開出時的操作；在PLC程序中增加與上位機通訊故障時自動退出現有的所有操作；在上位機中增加可急停的程序和操作，以防止控制過程中出現意 外時及時退出控制；在程序中增加對兩個閘門位置測量不一致的判斷，當不一致時將 自動退出遠控操作；3. 5開關站LCU同期回路的完善開關站合閘環節中有很多閉鎖條件，正常情況下都能應該滿足。但在如事故狀 態、設備異常、部分設備檢修、二次節點信號檢測故障等情況下，順控程序執行中就 可能通不過設定的閉鎖條件 包括同期裝置的同期條件），適應不了事故情況下緊急或 快速合閘的需要。解決/完善措施：在

14、原來自動同期合閘回路的基礎上增加手動同期和 強行合閘回路，其中手動同期回路由同步表觀察和同步檢查繼電器閉鎖把關；強行合 閘回路增加強行合閘壓板，需強合閘時才投上。這樣開關站開關的正常合閘是經過自 動同期回路，自動同期合閘不了時，再應用手動同期或強行合閘回路。36 各現地 PLC 與上位機的配合和統一 因為我廠是一邊運行生產一邊進行控制系統改造，工作連續性難以保證，出現原 現地 PLC 與上位機有很多對同一事件的判斷條件不一致或不匹配之處，如各臺機的開 機條件如冷卻水中斷、有交流電源、無機械事故等具體條件不盡相同；重要的 PLC 開 出沒有在上位機上顯示出來，運行人員無法了解具體的操作情況；PL

15、C程序進程中的重要故障信息沒有在上位機上詳細顯示出來，這給維護帶來了不少麻煩；停機條件中的 有功無功滿足條件不匹配，原來上位機和 PLC均為：“ P<5MW,|Q|<5Mva”，在實際操 作中，當上位機檢測到滿足情況時發令給 PLC停機時，因為負荷的波動，PLC就有可能 滿足不了停機條件而停不了機；一些設備狀態的定義不盡相同，如發電機的檢修態、 停機態、空轉態、空載態和發電態等。解決 / 完善措施： 1、完善“開出返讀”，即將 PLC 中的所有數字開出量作為虛擬的數字開入量上送到上位機中；2、應用“開出返讀”，即將“開出返讀”中的重要的有用信息應用于上位機的信息簡報、語音、故障 光

16、字、順控流程和報表中；3、將重要的PLC信息上送，并很好的應用，即將重要的 PLC信息應用于上位機的信息簡報、語音、故障光字、順控流程和報表中；4、停機條件中的有功無功滿足條件采用“上小下大”接受方式，即上位機保持：“P<5MW，|Q|<5Mvar ”小判據條件；而 PLC則采用“ P<8M，|Q|<8Mvar ”大判據條件；5、重新 統一 PLC和上位機中有關設備狀態的定義。4 改進建議41 改進建議 1、系統結構存在薄弱和易出故障環節單工控機設置無冗余配置，運算繁忙 而信息量又非常大時工控機容易造成死機和通信故障，所以建議增加冗余工控機或相 鄰工控機互為冗余； 2、軟件人性化方面跟不上當時的先進水平 <如面向對象等技術的 應用方面）以及系統在數據庫、畫面、報表、順控的編寫和組態方面比較復雜，在維 護方面較為麻煩，建議系統軟件及應用軟件及時升級； 3、歷史數據庫歷史趨勢的記憶 上存在缺陷，經常記錄不全，計算機重新啟動后數據全部刷新從頭開始，建議認真研 究解決歷史數據庫的存檔問題；4、與MIS網的通訊沒有充分利用，建議在 MIS網上完善更多的監控信息，全廠員工可以更方便的查閱監控系統的相關信息；5、系統在統計上的功能較少，建議廠家多增加一些統計功能，方便用戶查詢。5 結束語在廠家完成監控系統的調試安裝