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GE智能平台产品在火电厂辅控系统应用
GE 智能平台在火电厂公用辅助系统应用
火电厂公用辅助系统
火电厂公用辅助系统是火电厂重要组成部分，是电厂运行的关键组成环节，它主要包括输煤系统、化学水处理系统、除灰/ 除渣系统、以及锅炉的吹灰/ 定排、电除尘系统等,更广泛还包括脱硫系统等。为了提高了全厂辅助系统的控制水平、控制方式以及系统运行的安全性和经济性；实现个辅助车间就地无人值守，提高劳动生产率和全厂的自动化水平，电厂辅助系统一般会实行全厂集中监控，及建立公辅网，同时可为实现电厂全厂监控（SIS）打下良好的基础。
GE 智能平台自动化产品早在80 年代初期便随着引进设备在中国的火电厂公用辅助系统中广泛推广开来，并在国内、国际火力发电行业享有卓著声誉。
火电厂的辅助系统范围&&&&&&
循环水加药
综合水泵房
除灰除渣系统
化学水处理系统
凝结水处理系统
废水处理系统
循环水处理系统
锅炉吹灰系统
火电厂辅助系统特点
地点分散、相互距离远, 除锅炉吹灰系统外其它系统遍布全厂
辅助车间控制系统I/O点数庞大，可达点, 大部分为非连续控制
除循环水系统外，其余系统几乎都是间歇式运行, 即在一定的要求后才进行操作，满足一定的条件后，系统停止运行，等待下一次运行
主控室要求随时对辅助系统的状态进行掌握，以保证整个电厂的正常运行
各系统应处于健康状态，出现问题应及时处理，否则将影响全厂的安全经济运行
一个子系统设一个监控点, 同时设立公辅网，集中监控。
各辅助系统的重要信息接入SIS网
火电辅助系统对控制器的要求
针对火电辅助系统的特点，对控制系统提出了很高的要求
可靠性要求：系统能够长时间稳定运行，具有一定的冗余特性，避免关键部分的单点失效，主要系统通常采用双机热备控制器，并通常采用冗余和容错的网络拓扑结构。
维护性要求：一旦出现故障，系统能够提供充分的故障信息，快速进行故障定位，并进行故障处理。
性能要求：辅控系统中的水，煤，灰渣系统I/O点数较多，控制对象复杂，要求控制器具有强大的性能，保证控制程序实时有效的运行。
抗干扰要求：电厂的工艺决定了某些现场具有很强的电子干扰，要求控制器以及控制网络就有强大的抗干扰能了，在强干扰环境中稳定工作。
开放性要求：电厂设备种类繁多，制造商来源各异，为了保证设备得到有效监控，各控制器必须具有开放的网络连接能力，保证各种设备都能方便地互连组网，有效得到监控。
火电厂公用辅助系统之: 输煤系统
煤是火力发电厂的一次能源，输煤程控系统能完成电厂正常运行时的上煤、配煤控制及设备、运行状况的监测及安全联锁、保护等功能，同时对输煤PC段进线开关、分段开关状态、母线电压及输煤MCC馈线以通信方式进行监测。主要完成卸煤、贮存、分配、筛选、破碎等工作。同时进行燃料计量，计算出正品和煤耗，取样分析和去除杂物等。主要控制：斗轮堆取料机、条皮带机、除铁器、除铁器、除尘器、三通挡板、除木器、给煤机、概率筛、卸料器、梨煤器、刮水器、碎煤机、电子皮带秤、取样装置等等。
输煤系统控制设备多、工艺流程复杂、现场环境恶劣（粉尘、潮湿、振动、噪音、电磁干扰严重），系统设备分散，分布面宽，距离远，一般在煤控室设模拟屏或CRT，同时采用工业电视监视现场运行情况，而且要求与公辅网进行通讯的条件，以实现辅网（水、煤、灰）的集中监控以及电厂管理信息系统（SIS）连结。
主要工艺包括：分炉、分时计量，煤场入场、出场计量；工业电视跟踪、报警；煤源给煤、上煤、配煤程控；煤位、设备电流等模拟量动态显示；历史数据采集、事故记录、趋势图显示；运行报表自动生成，实时、定时打印；故障诊断。
火电厂公用辅助系统之: 水处理系统
电厂水系统监控一般包括凝结水精处理系统、循环水中水处理系统、工业废水集中处理系统、锅炉补给水处理系统、生活污水处理系统、汽水取样和化学加药系统。
锅炉补给水处理系统完成自然水源的净化过程，最终提供符合锅炉使用的除盐。主要工艺包括混凝沉淀，过滤，离子交换，除盐等步骤。设备一般包括滤池、澄清池、加药设备、过滤器、阳床、阴床、混床、水箱、泵、风机、酸碱储存和计量设备等。
凝结水系统一般包括凝结水精处理系统和体外再生系统，通常由高速混床、阳树脂再生罐、阴树脂再生罐、再循环泵、树脂存储罐、混脂罐、酸碱设备、冲洗水泵、风机等设备组成。
工业废水处理系统控制包括经常性废水处理和非经常性废水处理。根据废水水源的不同决定是否投入絮凝反应，以满足环保排放要求。控制设备主要包括排废水泵、PH调节槽、反应槽、絮凝槽、计量泵、排泥泵、反应槽、浓缩池、?凝聚剂溶液箱、助凝剂溶液箱等。
在水系统监控网络操作员站可对以上各车间进行监测、远方操作、运行管理和车间控制系统编程组态，而且要求与公辅网进行通讯的条件，以实现辅网（水、煤、灰）的集中监控以及电厂管理信息系统（SIS）连结。
火电厂公用辅助系统之: 除灰/ 除渣/ 电除尘系统
燃煤电厂产生的大量灰、渣, 除少量灰分排入大气外, 余者都以灰、渣形式由除灰系统送至灰场。除灰系统分机械除灰(适于小电厂的链条炉), 气力除灰和水力除灰三种, 又可分为灰、渣混除和灰、渣分除两种。
除灰系统主要控制设备包括空压机、粗灰库、细灰库、除尘器、搅拌机、散装机、风机及管道、泵、阀门等。
除渣系统主要控制设备包括捞渣机、碎渣机、输送机、贮渣仓以及立式排污泵、水泵、浓缩机、缓冲池、蓄水池等。
火电厂公用辅助系统之: 吹灰/ 定排系统
锅炉吹灰器主要用来定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰，当其不工作时退出炉外，大型锅炉一般配备多台吹灰器，采用PLC 可实现依据锅炉具体运行经验、燃烧煤种和锅炉状况编制和调整各个吹灰器的操作时间和顺序。
大型锅炉的定期排污系统阀门多, 手动操作费力费事, 采用程序控制后可以大大减轻劳动强度, 提高效率, 目前已广泛采用。
GE 智能平台的火电厂公用辅助系统解决方案
GE Fanuc的自动化硬件平台和Proficy家族软件产品可以完全满足现代化大型电站场自动化系统的要求。GE Fanuc的自动化产品丰富，具有无与伦比的产品性能和产品质量，且其具有良好的开放性，从而易于与其他系统在任何一级上实现全面的集成，最大限度地保护用户的已有投资，在国内外众多电厂得到广泛应用。
GE Fanuc 控制系统以PAC （Programming Automation Controller）系统为核心，结合9030，VersaMax等产品为电厂辅助控制系统提供了完善的解决的方案。
PAC 控制系统是GE Fanuc 最新推出的新一代控制产品，完全基于开发架构的PAC控制器具有领先一步的产品性能，以及值得信赖的稳定性，各种冗余热备方案更加适合电厂控制需求。
针对水，煤，灰渣的各主要控制对象，主要控制器采用RX7i 双机热备冗余系统，控制器和监控站之间采取100M 以太网或者冗余以太网相连，根据需要，也可以组成单环行以太网或者双环形以太网，以进一步确保网络安全。标准的TCP/IP网络协议支持所有第3方厂家的标准以太网设备，可以将辅控网络轻松连接到SIS级系统，而无需重复组网。
RX7i 采用Inter P3或PM 处理器，10M 或 64M 用户内存，在满足各种艰巨控制任务的同时，更提供独特的应用组态完全上传功能，更方便用户使用维护。VME64高速并行总线技术确保信息流的顺畅，无任何信息瓶颈。基于GE Fanuc专利技术的镜像内存技术，同步模块的通讯速率达到了惊人的2.1G BPS，是大型应用实现无扰动切换的基础。
I/O 系统根据需要，可以在PAC，VersaMax或者 Genius产品系列中选取，并且可以根据现场情况混和使用。例如在粉尘较多的煤，灰区域，Genius 系列I/O 提供更好的密封性能，而VersaMax 产品的热插拔能力会给维护带来更多的方便。控制器和I/O 系统连接总线既可以选择 Genius总线也可以选择以太网方案，无论那种总线，为了提高系统的容错能力，都可以选择使用冗余双总线结构。两种总线方式都采用电缆连接，也均可以采用光纤通讯介质以提高通讯距离和抗干扰能力。即使采用电缆方式，Genius 总线的通讯距离也高达2.3公里，独特的调频通讯机制配合3选2容错通讯校验，使得Genius 总线具有极强抗干扰能力，在交直流驱动设备众多的煤系统中更是优势显著。
GE Fanuc 火电辅控方案可以轻松实现从监控站，控制器CPU，主机背板，电源，通讯网络，同步总线直到现场总线，所有关键系统组件的完全冗余，彻底避免系统的单点失效，使装置能长时间稳定连续运行，保证生产的正常进行。此冗余结构具有灵活的缩放性，依据投资和现场情况，各个组件也可以选择采用单模件非冗余方式以减少投资。
Proficy Machine Edition 软件为GE Fanuc 的控制产品提供了一个同一的编程组态平台环境。从I/O 的组态，控制器的程序直到触摸屏面板的画面生成全部完美集成，共享一个底层数据库，无需2次变量定义，更提供了全程冗余配置向导，网络和控制器的冗余配置可以轻松实现，完全符合IEEC61131标准的IL，LD，FBD，ST等编程语言结合全新的符号编程，配合强大的32位C语言编程，使得应用设计更加方便，维护更加简便。
GE Fanuc 在火电厂公用辅助系统成功案例
案例一：GE Fanuc产品在火电厂灰渣集控
&&&& 江阴利港电厂是由中信集团和江苏利港电力有限公司等多家公司合资的大型发电企业，电厂三、四期项目共计4×600MW超临界机组，总计投资达到100亿元，建成后为无锡乃至整个苏南地区经济的发展和人民生活水平的提高提供强大的电力支持。
火电厂主要辅机系统由除灰系统、除渣系统、化水系统及输煤系统组成。这些系统与电厂生产过程密切相关，它们的正常运行是保证机组稳发满发的必要条件，因此如何可靠、有效地对辅机系统进行监控十分重要。整个灰渣集控系统由气力除灰系统提供商浙江华电环保系统工程有限公司配套提供，作者为该项目的设计调试者，下面介绍该项目的解决方案及应用情况。
2& 项目情况
整个项目可分为18个子系统：
干灰输送系统（每台炉各一套）；
底渣系统（每台炉各一套）；
渣浆泵系统(3、4期各一套)；
工业水系统；
厂用仪用空气系统(3、4期各一套)；
中储灰库系统；
脱水仓系统；
浓缩池系统；
中储灰库至码头二级干灰输送系统；
码头灰库装船系统
灰渣工艺流程大致为：煤燃烧后的粉煤灰经电除尘收集通过其下各电场发送罐分数个单元以内旁通密相的形式气力输送至中储灰库分粗细灰存储，再根据需要决定是就地装车还是气力输送至1.8公里外的粉煤灰码头装船；煤燃烧后的底渣经工业水混合制成渣浆，通过渣浆泵远程输送至脱水仓，经脱水排渣后可以装车或是通过管式皮带机送至渣码头装船，分离出的水经浓缩池沉淀处理后进入工业水系统循环，总计纳入控制的现场设备开关量7000余点，模拟量280余路。灰渣集控系统需要完成工艺流程中的设备运行监控和管理，提供真实可靠的实时运行数据，故障信息的分析、比较、诊断和记录，必要时予以声光报警，并支持历史查询。
该项目实施的重点在于：第一，工业水及厂用仪用气为全厂3、4期设备包括汽机锅等相关主机设备公用，若出现问题会直接导致停炉，对实时性及可靠性要求很高；第二，码头设备远程站距灰库主机网络敷设距离2100米，而Genius通讯电缆的标准长度为305米/卷，意味着中间将有多达6个接头，这将考验Genius通讯总线的通讯能力，在保证通讯速率的同时还要确保信号的正确率；第三，此控制系统需要向上连接至公司的SIS系统，满足SIS系统全厂生产过程的实时信息监控要求，响应数据查询需要。
3& 解决方案
善、稳定可靠的指导思想，基于分散风险、扩展性必须良好、系统功能必须完备的通过上述对系统功能需求的分析，本着力求性价比，保证先进性，追求功能完设计原则，笔者通过与GE自动化技术工程师的多次交流请益，设计构思了控制系统的解决方案，网络架构参见下图：
1）系统结构
系统使用了三套GE Fanuc RX7i PLC，除灰控制使用双机热备一套，除渣控制使用双机热备一套，二级输送控制使用单机一套。现场根据工艺要求设有18个现场控制站，按就近原则布置，根据实际IO点数分别配置有1－4个机架，使用Genius总线通讯。共设9台上位机，配有21”大屏幕LCD，其中2台为冗余数据服务器－工程师站，安装Proficy HMI/SCADA CIMPLICITY开发版，C Machine Edition，CIMPLICITY SQLC10软件实现编程、数据格式转换、组态数据库功能。另外再配置Server Redundancy以实现服务器冗余功能。另有6台为操作员站，安装CIMPLICITY HMI运行版，从服务器获取数据，以降低PLC CPU的通讯负荷，另1台上位机为二级输送控制系统专用。共配有赫斯曼工业交换机5台，通过百兆以太网实现PLC和上位机以及上位机间的互联，并连接到HP激光打印机，实现趋势和报表的实时打印。
2） 控制系统
中央处理器采用PACSystems RX7i，具有现代计算机分散控制系统所要求的可靠性、运算速度、处理能力、网络通讯、控制功能、软件组态方式等一系列基本功能，适合从中档到高档的各种应用。它提供了最先进的编程特性，易于组态便于安装，CPU具有强大的功能，如结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能完成复杂的操作，拥有庞大的内存、高带宽能满足各种重要的系统要求。
IO站采用Field Control I/O，其分布式的I/O和控制器带有模块化逻辑控制功能，显著提升系统速度和效率，模块可带电插拔，省配线，安装费用低，高通讯速率，高可靠性。唯一笔者觉得不大方便的是每个BIU都需要使用专用编程器独立下载一次，若有模块更改还需重来一次，而这个编程器的使用之处似乎仅限于此，有些浪费。
3） 网络结构
控制器与分布式I/O之间采用双Genius总线通讯（二级输送部分由于实时性要求比较低采用单缆）。四期灰渣系统控制站由于进度原因尚未启用，待要接入时无需停机中止程序即可接入总线中。灰系统控制站数量较多，超出了每条Genius 32个站的要求，故在主机架中增加2块BEM731总线单元，组成星形网络，这样又增加了32个站，扩展性非常好，并且网络结构完全符合现场总线的国际标准。
&每台工控机各配有两块千兆级以太网卡，各连到一台赫斯曼工业交换机（带光口），与ETM以太网模块组成百兆双以太网，从而保证服务器与CPU之间的所有数据信息交换在ms级完成。3部分交换机之间通过光缆互联，各上位机可以直接访问各CPU，实现了3个区域系统的一体化和数据的共享。并可以通过交换机向厂SIS系统发布相关画面和数据，由于系统以扩展性架构作为其关键性的结构原则，所以具有良好的扩展性和兼容性。
采用双Genius总线双以太网后任一条线路不能正常工作，任何一台控制器停机或BIU的损坏都不会影响系统对I/O的访问和上位机的监控功能，并无扰切换至备用线路。
4）系统功能
组态软件采用Proficy HMI/SCADA CIMPLICITY 6.1，对PLC中的大量数据进行实时显示，并直接参与控制。CIMPLICITY HMI是工业自动化领域Windows应用的领导者之一，功能卓越，并易于使用。它将生产信息通过美观的系统工艺流程图，显示工艺的动态效果（可参见下页截图），监视系统的运行状态。所有人机对话均通过该软件在上位机上实现，而对PLC的运行速度没有影响。
具体而言，实现的功能有：全系统工艺流程和数据显示，显示设备的启停、加卸载状态，以及电流、压力、液位等；用户管理，为不同功能用户分配不同权限；依据权限集中参数设定；在线故障诊断；报警历史查询，记录报警时间，类型，级别，报警组和报警值；实时趋势图显示，用于监视系统运行是否正常；历史趋势显示，记录过去至少60天历史数据，操作
员可以方便查看过去某一时刻的数据；新加主机只需简单配置网络地址即可轻易添加至已有项目中；提供ODBC、SQL、OPC等通用接口，有效促进以太网控制系统发展以及企业现场控制层和生产过程管理层的集成，大幅度地降低工程设计和维护费用。
在如今自动化行业中，实时数据浏览和管理的需求日益高涨，数据库的作用进一步突出，本项目在服务器中配置了CIMPLICITY SQL 2000，通过HMI从PLC中获取信息，将数据的实时变化存储于数据库，实现数据库的不断更新，用户通过数据库来分析生产情况、汇总和统计生产数据，作为指挥、决策的依据，同时提供透明化数据库接口，响应来自各工作站、SIS系统、第三方软件的数据查询需求，制作适应各种需要的报表。
编程工具方面，C Machine Edition软件提供了友好的开发环境，积木化智能硬件组态方式，使用灵活方便。使用时提供详细的在线帮助，多种编程方式，无论新接触者还是资深程序员都可很快上手，在此不做赘述。
4& 系统应用总结
利港电厂3期2×600MW机组辅机灰渣系统已于2006年10月完成各项软件编程和测试工作，经过试运行和修改阶段，基本调试结束，11月正式投入运行。整个灰渣集控的控制系统全部采用GE Fanuc产品，分布式的I/O结构节省了大量现场接线，减少了大量维护工作量。试运行情况表明，软硬件平台运行稳定，在系统可用率、系统精度、显示正确性、响应速度以及抗干扰能力等方面完全实现了预定目标。此项目广泛采用冗余技术，双机热备双Genius双以太网双数据服务器给系统加上了数重保险，保证了系统运行的连续性与高可靠性，确保整个机组顺利并网发电。允许对任一现场站断电检修而不影响其它站点，实现不间断运行。系统自身故障不会影响被监测系统和设备的正常运行。码头控制站虽然使用了7卷共计2100米Genius电缆，已很接近GE公司所称的2300米最大通讯距离，但在通讯过程中无需中继器只是简单对接仍可使用正常通信速率通讯而无需降低，使用中未出现数据出错或抗干扰能力低等问题，充分体现了GE产品过硬的品质。管理人员在任一台上位机均可对系统进行监视和控制，同时与SIS系统间实现了实时、历史、设备参数等数据的交换工作，实现了无缝连接，达到了透明化管理的要求。　
（浙江华电环保系统工程有限公司 戴未昀）
案例二: GE Fanuc的PACS RX7i PLC在凤台电厂全厂辅网实施中的应用
1&&&&&&& &概述
随着电力市场的进一步开放、电力改革的不断深化和厂网分开、竞价上网的逐步实施如何提高生产效率、降低发电生产成本、提高控制水平是每个现代化电厂急需解决的问题，由于热工自动化技术的发展主厂房的生产人员已人大压缩，辅助车间生产人员占用多、劳动效率低的问题逐渐突出，成为电厂提高控制水平、减员增效的重点。
凤台电厂2X600MW火电机组的设计具有较高的控制水平，辅助车间部分在控制点分别按(水处理、除灰、输煤)三个控制点进一步优化设计，将辅助车间监控点进一步减少和集中，采用成熟可靠的可编程控制器结合飞速发展的以太网控制技术建立全厂BOP辅机集中监控网络，实现在单元控制室对全厂辅助车间的监视和控制，不仅提高了控制水平并且实现了减员增效、降低劳动强度的目的。
2&&&&&&& 工程概况和简介
&&& 凤台发电厂位于安徽淮南凤台，一期装机容量2X600MW，预计第一台机组2008年4月发电，三大主机锅炉、汽轮机、发电机均采用国产东方锅炉厂、汽机厂和发电机厂的产品。各辅助系统的控制采用联网控制，即将化学补给水、净水、废水处理控制系统与凝结水精处理及炉水加药和汽水取样系统的控制设备联网组成一个“水网”，在水网控制室（设在化水控制室）通过水网控制操作员站实现水系统的集中监控。输煤系统及除灰渣系统也均采用PC+PLC组成控制系统，在相应控制点实现对系统运行的监控，待运行稳定成熟后各辅助系统可再全部联网并将操作员站移至集控室内进行监控。
3&&&&&&& 辅助车间工艺系统及网络组成和结构
本厂程辅助车间包括锅炉补给水及反渗透系统、综合水泵房系统、制氢站系统、循环水加药系统、废水处理系统、净水系统、除灰渣系统、输煤系统，列表如下。
工艺及程控系统名称
就地操作站
锅炉补给水系统
距集控室400m
距水处理200m
距水处理350m
距水处理300m
循环水加药系统
距水处理320米
超滤反渗透控制系统
距集控室400m
凝结水精处理系统（包括汽水取样系统、机组化学加药系统、机组排水槽系统）
距水处理400米
距水处理400米
生活污水系统
距水处理400m
净水加药系统
距水处理350m
除灰渣系统
距集控室400m
距集控室600m
本方案辅助车间采用集中监控方式，具体分四个监控点，即在#1#2机组化水控制室里设水系统监控点，在煤控室设全厂输煤系统监控点，在电除尘区设全厂脱硫及除灰渣系统监控点，在#1#2机组集控室设全厂辅助系统监视点。并将四个监控点的实时监控系统进行联网，在#1#2机组化水控制室操作员站上对全厂水系统进行监控，也可对全厂飞灰系统、渣水处理系统、飞灰分选系统、输煤系统的数据进行监视，同时将实时数据送入厂级实时信息监控系统（SIS）。在系统运行稳定、运行值班员经全能培训的基础上，可在#1#2机组集控室对全厂辅助系统进行监控。具体结构图如下所示：
在#1#2机组化水控制室里外围控制操作员站上能完成对凝结水精处理系统（包括锅炉取样、加药系统）、锅炉补给水及水务管理系统（包括净化站、化学水处理）、废水（含输煤系统废水处理）、工业水、生活水、循环水加药系统、制氢系统等控制系统的监控。为在系统调试和启动初期方便运行操作，全厂水系统设有以下几个辅助监控点：#1#2机组凝结水精处理系统辅助监控点、锅炉补给水及水务管理系统辅助监控点(包括反渗透系统)、制氢系统辅助监控点，在辅助监控点设有供启动调试用的操作员站（兼工程师站）。
在输煤控制室完成对全厂输煤系统的监控，包括从卸煤至主厂房煤斗的整个输煤系统，输煤系统中有关专用装置的信息与输煤系统程控系统进行通信。在输煤控制设3台操作员站（兼工程师站）对输煤系统进行监控。
全厂除灰渣系统集中在电除尘控制室进行监控，为在系统调试和启动初期方便运行操作，设有以下几个辅助监控点：#1#2机组飞灰输送系统、#1#2机组渣水（含灰场供水系统）系统，在辅助监控点设有供启动调试用的操作员站。
本方案采用相对分散系统数据库网络与集中监控相结合，分水、煤、灰系统三个子系统进行相对集中监控。水、煤、灰每个子系统采用PLC直接控制方式，每个系统有自己的独立数据库服务器。在全厂外围控制中心的操作站通过各个子系统的服务器对辅助系统进行控制。
锅炉补给水、废水系统、净水系统、超滤反渗透、凝结水精处理系统分别采用冗余的PLC构成程控系统，然后通过以太网交换机构成水网。除灰系统和除渣系统分别采用冗余的PLC构成程控系统，然后通过以太网交换机构成灰渣网。冗余PLC的CPU采用GE的PACS RX7i系列产品，I/O模块采用VERSAMAX产品。CPU和上位机采用以太网进行数据交换，I/O模块和CPU之间的联系采用GENIUS总线。
4&&&&&&& 方案技术要求和特点
4.1外围控制系统的数据通讯
在电厂的辅助系统中，以往控制设备往往不同生产厂商的产品，通讯设备的接口协议也不尽相同。因此，在组建全厂外围控制系统时，存在着许多困难，必须要有统一的通信和接口方式来解决不同种类设备间的通讯问题。凤台外围控制系统不同于以往的控制系统做法，采用了统一的设备和通用的通讯协议。
PLC的CPU统一采用GE的PACS RX7i系列产品，和上位机通讯采用工业以太网，外围控制系统采用工业以太网，以太网可以提供从工厂设备层到厂级信息的全网络的技术支持，现场总线和PLC专用网络还不可能提出这么大范围的信息传输能力。为了符合电厂未来的发展和改造，网络交换机采用模块化结构，具有网管功能，同时支持IE浏览器管理。
外围控制系统和PLC、监控软件接口，以及与第三方通信接口采用OPC规范，并且OPC支持远程通信。
Genius总线是采用逻辑令牌环协议控制通讯介质的分配使用，是实现CPU和I/O之间通讯的途径，使用双绞线，不加中继器，总线最长可达2.3公里，保证了通讯的可靠。
4.2外围控制系统的实时性
主机采用PACS RX7i系列产品 ,I/O卡件采用VERSAMAX产品，两者之间通过GENIUS总线实现连接，满足电厂外围控制系统对于数据通信实时性的要求。GENIUS总线的通讯速率可以达到156k。在选用以太网交换机时选用低延迟的工业交换机产品，工业级以太网交换机的收发延迟需要控制在数个微秒级，保证整个网络的传输延迟满足实时控制的要求。
4.3外围控制系统的可靠性
全厂的辅助控制系统关系着全厂辅助系统的稳定可靠运行，系统的可靠性成为构建外围控制系统时需要考虑的一个最主要因素。本着“管理集中，控制分散”的原则，减少风险的集中，采用较好的网络拓扑结构来满足外围控制系统可靠性要求。主要有以下几点：
a、由于电厂电磁干扰大，必须采用光纤介质来增加网络的抗干扰能力。
b、通讯网络冗余配置，在条件允许的情况下，最好实现通讯介质的冗余配置，以提高系统的可靠性和实时性。
c、依据“管理集中，控制分散”原则，电厂运行人员可以在集控室或其它现场控制室对全厂辅助系统实现集中监视和控制，但过程控制数据库要相对分散在水煤灰三个独立的服务器中。
在本系统中，CPU采用冗余配置，GE PACS系统的冗余，通过光纤来切换工作CPU和冗余CPU，能够达到真正意义上的冗余。
CPU和I/O模件的通讯采用GENIUS总线，保证了通讯的抗干扰性，同时网络采用双缆结构，实现了通讯介质的冗余，增加了控制系统的可靠性。
4.4外围控制网络的软件配置的高可用性
&& 除了采用冗余和高可靠的硬件设备组建高可用性外围控制网络，还必须合理配置整个外围控制系统的监控软件架构。监控软件是外围控制系统的核心，所有外围控制子系统的上位机监控软件选择高性能的可靠的统一的产品。GE PACS系统的开放性，确保和上位机监控系统之间的联接。
由于全厂外围控制系统I/O点数庞大，全厂外围控制系统软件架构采用基于分布式过程数据库的客户/服务器（DBC）模式。各系统通过本区域的容错服务器采集辅助系统的过程数据，下层所有的PLC只与该容错服务器有接口。这样，每个PLC只有一个上位机接口，避免了多台上位计算机和PLC接口，大大减轻了PLC通信接口的负荷，不仅提高了系统响应速度，而且提高了系统可靠性，解决了全厂外围控制系统速度慢的问题，而且大大提高了系统运行稳定性。
5&&&&&&& 结束语
凤台电厂辅助车间控制系统集成具有许多优势。首先，辅助车间控制系统实现了辅助系统集中监控及综合调度，它能够实现整个电厂辅助系统的优化控制，最大限度地满足电厂机组安全、高效运行的要求。其次，辅助车间控制系统高度的自动化和网络化，可最大限度地节约人力资源，提高劳动生产率，实现效率最大化，满足投资方的要求，实现投资的良性互动。再次，PLC型号实现了全厂统一，各辅助车间均采用GE公司的PACS RX7i PLC，硬件统一，这样就为全厂辅助车间连网造创造了十分有利的条件，同时减少了备品备件的数量。
最后，电厂辅控系统实施是一个必然的发展趋势，辅助车间控制系统的联网，进而与电厂SIS系统及MIS系统实现联网，真正实现全厂网络化，使电厂竞争力更加强大。
&&&&&&&&&&&&&&&&&& （安淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司任技术管理部 范海东）
案例四: GE Fanuc系列90-70 PLC在上海浦东新区生活垃圾焚烧厂的应用
近年来，计算机技术及通信技术等相关学科的高速发展，使计算机综合自动化监控系统（SCADA）在变电站（所）中得到了广泛的应用。浦东新区生活垃圾焚烧电厂项目设计日处理生活垃圾1000吨，设三条垃圾焚烧生产线，配备两套8500KW的汽轮发电机组。
该电厂由上海浦东发展集团投资，其下属浦城热电能源有限公司负责建设和运行。项目总投资约6.7亿元人民币，其中包括3000万美元的法国政府贷款。外资贷款主要用于关键的三条垃圾焚烧生产线和烟气处理的技术和设备设备。它们主要由法国ALSTOM和INGEROP等公司提供。而汽轮机、发电设备、水处理等均为国内自行生产的设备。全厂设备的控制系统（包括中方和法方）都采用了美国通用电气（GE）公司的双重冗余控制器。
上海浦东新区生活垃圾焚烧厂自动控制系统采用PLC分布系统，由中方和法方共同完成。共有五个子系统。各子系统通过以太网通讯模块与光纤通讯环网相连，实现真正的系统数据共享；同时，上述各子系统可通过光纤通讯以太环网进行数据互换。
各子系统的PLC通过光纤通讯以太环网直接与法方的服务器交换数据信息，各工作站的CIMVIEW也通过此环网直接从法方的服务器读取数据，并通过服务器数据库数据进行实时数据刷新，只有这样才能保证整个网络数据一致性，以便各工作站及时显示各系统的实时工况。
汽轮发电机组子系统
由锅炉产生的高温高压蒸汽冲入汽轮机从而带动发电机发电。该系统除DEH外主要控制设备和系统有：凝汽器水位和凝结水泵的控制、射水泵和射水抽气器的控制、轴封加热器的控制、汽轮发电机冷却装置、旁路系统的控制等。
循环冷却水单元
循环冷却水从河水中引取至清水池，经澄清后加入药物，去除杂物后进入冷却塔水池，由循环水泵和工业水泵提供全厂所需的冷却用水。主要控制的设备和系统有循环水泵、工业水泵，通过计量泵的调节实现对冷却水的PH值的调节，加药量的调节。对PH值的调节可采用非线性分段调节，同时可加入流量前馈信号。
锅炉汽水系统
锅炉汽水系统主要是除盐水从给水泵输出，经过除氧器、省煤器、汽包、过热器成为高温高压的蒸汽进入汽轮机，以实现由水到蒸汽的转换。其所涉及的主要控制设备及系统有：给水泵流量的调节，汽包水位的调节，过热汽温的调节，燃料的控制，送风系统的控制。同时，为保证锅炉及相应设备的安全，在发生如送风系统故障，炉膛压力过高或过低，汽包水位过低，过热器出口温度过高，人工急停等情况下锅炉保护系统投入，联锁停相应设备和系统。
&空气压缩机组系统
空气压缩机组系统通过PLC系统控制多台压缩机的加载、卸载和停机从而保证供气母管的压力或流量。通过设定空压机出口压力设定值上下限，根据压力的情况自动加载或卸载空压机，并根据空压机运行时间的长短来选择空压机的停止。主要控制的设备有：管路阀、空压机、干燥器 等。系统除采集本体的温度压力外，还采集压缩机排气压力和过滤器进出口压力。根据需要和可能对压缩机进行调节。同时，系统还采集储气罐和干燥器的压力等信号。
&高压配电系统
整个系统采用模块化分布式的开放结构，整个网络分为三层，分别为：计算机单元，PLC单元，智能型保护单元。
第一层为计算机单元，共有三台工控机组成，作为变电所自动化的人机界面及主控单元，他们互为热备用，但平时功能又互相独立。主要功能：监控画面、数据、报表管理，参数修改，程序修改，维修诊断，及重点监视下层某一单元。来完成标书所要求的控制、监视、测量、报警、通信和保护等功能。
第二层为PLC单元，以PLC作通信前置机，其通过Ethernet与计算机单元进行数据交换，通过Modbus总线与智能型保护单元进行通信；并且可以实现复杂逻辑控制。主要功能：对智能型保护单元传送的各种数据进行预处理，转换通信协议，作为通信信息交换的枢纽，完成自切及并解等逻辑操作。
第三层为智能型保护单元，即就地单元。各就地单元相互独立，互不影响，功能上不依赖于监控计算机。主要功能：保护，测量，控制，通信。是保护，遥控，遥测，遥信，遥调的执行单元。
模拟量数据采集和处理
& 系统能连续采集，监视模拟电量在主接线显示画面上实时显示电量的数值。当发生越限和复限时，在主接线显示画面上，显示数据采用底色变化方式进行报警显示，在显示画面上用汉字显示出越限和复限发生的时间、地点和内容。具有历史数据存储、统计分析。
&数字量的采集和处理
&能实现对被控对象的状态信号，继电保护信号和信号回路发出的供电系统或设备异常信号& (变位的事件顺序)进行实时采集、记录。当发生事件变位时,在主 接线显示画面上采用符号闪烁方式进行报警显示，并在显示画面上用汉字显示出事件发生的时间、地点、事件内容和事件性质(紧急或非紧急)。系统还能累计开关操作的次数及切除故障开关动作次数。
1． 对发电站的所有断路器等设备实施三级控制。
第一级控制就是具有最高优先级的控制权在设备就地，操作人员将远方/就地切换开关在就地位置时，将闭锁所有远方遥控功能。
第二级控制，即次高优先级的控制权在变电站的主处理器。当设备就地的远方/就地切换开关放在远方位置时，在人机会话单元上能遥控断路器、主变调压等设备，还能闭锁来自控制中心的操作命令。
第三级控制权在控制中心，在控制中心的主处理机上可遥控变电站的所有断路器、主变调压等设备。
2． 通过人机界面对设备发出命令，对断路器、主变调压等设备进行操作。控制以控点选定和执行控制两个步骤执行。
3． 执行综合操作命令
将从人机对话单元输入的综合操作命令分解成可直接执行的操作命令，并按正确的顺序执行。其顺序可在系统生成时排定。也可在线根据给定的参数生成。
4． 具有五防操作功能
含有五防操作软件，符合上海电网运行习惯。
¨&&&&&&&&&&&&&&& 故障录波、故障分析：能记录、显示、绘制电网故障时的电压、电流波形，包括能记录暂态短路电流无失真，直流信号及各种控制信号。具有高性能的分析软件，对录波结果进行分析处理，故障报告完整详细，包括故障性质、事件顺序。具有与控制中心故障录波系统进行通讯的功能。
¨&&&&&&&&&&&&&&& 事件记录：具有记录事故前5分钟、事故后5分钟系统采集的所有事件信息的功能并能重放。
¨&&&&&&&&&&&&&&& 人机会话：能显示各种单线图、表格、曲线、条形图、告警、SOE的功能，具有制作各种报表的功能，报表数据的定义、报表格式的修改能方便地进行。
¨&&&&&&&&&&&&&&& 运行记录：电力系统事件记录，异常记录及正常记录，包括各种日报、月报记录表和准点记录表等，能打印报表时间。综合自动化系统设备运行状态记录。
¨&&&&&&&&&&&&&&& 运行信息显示及设备管理：有显示站内各种设备及在线参数的功能，能方便地调用有关的设备参数及运行信息，能方便地输入和修改设定参数。
监视设备的运行状态，包括微机、PLC单元、网络通道、智能型保护单元等，并具有强电磁场的抗干扰能力，有诊断故障能力，具有失电保护、闪存和检测功能，在电源恢复后能自动启动并恢复运行。装置自检具有软件自启动及软件触发硬件启动两种方式。
项目竣工后，该厂拥有３条焚烧线，日处理垃圾量１０００吨。经高温焚烧，不仅可有效消除有害病菌p气体等环境污染源，还使经焚烧处理的生活垃圾减轻约８０的重量和９０的体积，每年可节省数百亩垃圾填埋用地。新厂还配备两套汽轮发电机，将利用垃圾焚烧时产生的热量发电，并接入上海电网，从而实现多功能的环保效应。
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