宋雨航，何建鋒，謝鳳祥

（國家能源集團(tuán)大渡河大崗山水電開發(fā)有限公司，四川省雅安市 625409）

0 引言

隨著全球工業(yè)改革、推動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)變革，互聯(lián)網(wǎng)及先進(jìn)信息技術(shù)與能源行業(yè)融合[1]，電力行業(yè)設(shè)備聯(lián)動(dòng)需求日益增強(qiáng)。原始各子系統(tǒng)由于接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、通信協(xié)議不同等諸多問題制約，只能單獨(dú)自動(dòng)化工作，形成信息孤島[2]，子系統(tǒng)的增多也加重了管理的復(fù)雜性。隨著大崗山水電站智慧電廠[3]建設(shè)的推進(jìn)，匯聚所有生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，打通各子系統(tǒng)之間的壁壘，統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼規(guī)則，按照“標(biāo)準(zhǔn)化”存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，為可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)提供基礎(chǔ)。

1 總體框架及聯(lián)動(dòng)原理

1.1 總體框架

可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)由聯(lián)動(dòng)策略、通信服務(wù)和數(shù)據(jù)庫三大部分組成，如圖1所示。聯(lián)動(dòng)策略是聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作和可能出現(xiàn)的事故情況制定的方案，形成策略表，記錄聯(lián)動(dòng)記錄，發(fā)送控制指令；通信服務(wù)包括門禁服務(wù)、監(jiān)控系統(tǒng)IMC和NC 3.0、通風(fēng)服務(wù)和工業(yè)電視，傳輸數(shù)據(jù)和接受控制指令，動(dòng)作設(shè)備；數(shù)據(jù)庫從數(shù)據(jù)入庫工具中獲取聯(lián)動(dòng)記錄和讀取通風(fēng)數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫供歷史查詢。

圖1 可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)框架圖Fig.1 Configurable device intelligent linkage framework

1.2 聯(lián)動(dòng)原理

可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)依托于大崗山水電站設(shè)備一體化智能管控平臺(tái)，子系統(tǒng)發(fā)送心跳信號(hào)和控制信號(hào)，通信服務(wù)將接收到的信號(hào)封裝存入緩存供服務(wù)器緩存Memcached中的IodeDao調(diào)用[4]，聯(lián)動(dòng)策略表讀取解析聯(lián)動(dòng)配置策略；發(fā)出啟動(dòng)策略掃描服務(wù)指令同時(shí)匹配緩存數(shù)據(jù)，根據(jù)信號(hào)狀態(tài)條件存入下發(fā)緩存ControldefDao中，供控制信號(hào)使用，下發(fā)動(dòng)作指令，完成整個(gè)聯(lián)動(dòng)過程。

2 聯(lián)動(dòng)策略

2.1 工業(yè)電視系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)策略

2.1.1 與監(jiān)控系統(tǒng)重要操作信號(hào)聯(lián)動(dòng)

聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與監(jiān)控系統(tǒng)通信，接受來自監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)、流程啟動(dòng)信號(hào)，能自動(dòng)將畫面切換推送至顯示終端，并發(fā)出報(bào)警信息。

監(jiān)控子系統(tǒng)在重要操作信號(hào)動(dòng)作時(shí)發(fā)出聯(lián)動(dòng)信號(hào)，如1號(hào)機(jī)組開機(jī)流程，安全Ⅰ區(qū)聯(lián)動(dòng)服務(wù)器在收到通知后根據(jù)預(yù)設(shè)的聯(lián)動(dòng)策略啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)流程，Ⅲ區(qū)工業(yè)電視子系統(tǒng)通過服務(wù)接口轉(zhuǎn)動(dòng)攝像頭聚焦至1號(hào)機(jī)組水車室、1號(hào)機(jī)組GCB、1號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)層、1號(hào)機(jī)組技術(shù)供水室、1號(hào)機(jī)組調(diào)速器油壓裝置等畫面預(yù)設(shè)位置并進(jìn)行錄像。畫面顯示在重要操作聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)1和2上，一副畫面顯示20s后按照攝像機(jī)編號(hào)從小至大輪換，所有攝像頭輪換結(jié)束后重新開始，直至流程結(jié)束。

2.1.2 與監(jiān)控系統(tǒng)事故信號(hào)聯(lián)動(dòng)

監(jiān)控子系統(tǒng)在事故信號(hào)動(dòng)作時(shí)發(fā)出聯(lián)動(dòng)信號(hào)，如1號(hào)機(jī)組一般電氣事故動(dòng)作，安全Ⅰ區(qū)聯(lián)動(dòng)服務(wù)器在收到通知后根據(jù)預(yù)設(shè)的聯(lián)動(dòng)策略啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)流程，Ⅲ區(qū)工業(yè)電視子系統(tǒng)通過服務(wù)接口轉(zhuǎn)動(dòng)攝像頭聚焦至1號(hào)機(jī)組水車室、1號(hào)機(jī)組GCB、1號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)層、1號(hào)機(jī)組技術(shù)供水室、1號(hào)機(jī)組調(diào)速器油壓裝置等畫面預(yù)設(shè)位置并進(jìn)行錄像。Ⅲ區(qū)門禁系統(tǒng)自動(dòng)打開相關(guān)地點(diǎn)門禁，以節(jié)約事故處理時(shí)間，提高效率。發(fā)送OnCall報(bào)警信息至相關(guān)人員組（發(fā)送人員、信息內(nèi)容）。

畫面顯示在事故聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)1和2上，一副畫面顯示20s后按照攝像機(jī)編號(hào)從小至大輪換，所有攝像頭輪換結(jié)束后重新開始，直至事故處理結(jié)束。事故聯(lián)動(dòng)流程圖如圖2所示。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)一般事故信號(hào)動(dòng)作聯(lián)動(dòng)Fig.2 Monitoring system general accident signal action linkage

2.2 工業(yè)電視系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)策略

聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與門禁安防系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)門點(diǎn)異常情況的圖像抓拍、監(jiān)視功能。當(dāng)門禁安防系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警或接收到現(xiàn)地有人員出入刷卡時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)附近攝像機(jī)，自動(dòng)將畫面切換至人員活動(dòng)區(qū)域或報(bào)警區(qū)域。

2.2.1 與廠房門禁系統(tǒng)信號(hào)聯(lián)動(dòng)

工業(yè)電視與門禁系統(tǒng)部署在安全Ⅲ區(qū)，聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與門禁安防系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)門點(diǎn)異常情況的圖像抓拍、監(jiān)視功能。當(dāng)門禁安防系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警或接收到現(xiàn)地有人員出入刷卡時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)附近攝像機(jī)，自動(dòng)將畫面切換至人員活動(dòng)區(qū)域或報(bào)警區(qū)域。

畫面顯示在門禁聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)，一副畫面顯示20s后按照攝像機(jī)編號(hào)從小至大輪換，所有攝像頭輪換結(jié)束后重新開始，直至事故處理結(jié)束。

2.2.2 與周界報(bào)警信號(hào)聯(lián)動(dòng)

工業(yè)電視與門禁系統(tǒng)部署在安全Ⅲ區(qū)，聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與門禁安防系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)門點(diǎn)異常情況的圖像抓拍、監(jiān)視功能。當(dāng)門禁安防系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警或接收到現(xiàn)地有人員出入時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)附近攝像機(jī)，自動(dòng)將畫面切換至人員活動(dòng)區(qū)域或報(bào)警區(qū)域。

畫面顯示在門禁聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)，一副畫面顯示20s后按照攝像機(jī)編號(hào)從小至大輪換，所有攝像頭輪換結(jié)束后重新開始，直至報(bào)警消失。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)策略

聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與設(shè)備一體化管控平臺(tái)通信，獲取通風(fēng)控制系統(tǒng)信息，監(jiān)視通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息。上位機(jī)可以單點(diǎn)啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)機(jī)也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)機(jī)。例如：當(dāng)檢測(cè)到GIS室六氟化硫濃度超標(biāo)或者GIS室門禁開啟，自動(dòng)啟動(dòng)GIS室風(fēng)機(jī)。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)與振擺在線檢測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)策略

聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信，獲取振擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息，采集機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息，并生成報(bào)表和曲線。當(dāng)振擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)通過聯(lián)動(dòng)服務(wù)器傳送到設(shè)備一體化管控平臺(tái)，后者根據(jù)聯(lián)動(dòng)策略從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫調(diào)出振擺相關(guān)的報(bào)表和曲線顯示在智能一體化管控平臺(tái)的前臺(tái)Web上，可供工作人員查看。

2.5 監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、工業(yè)電視、門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)策略

聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信，采集消防系統(tǒng)各部位火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，以及雨淋閥、氣體滅火裝置等滅火設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)和報(bào)警信號(hào)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號(hào)、工業(yè)電視自動(dòng)巡視相關(guān)區(qū)域，關(guān)閉送風(fēng)機(jī)、開啟排煙風(fēng)機(jī)、關(guān)閉防火閥。聯(lián)動(dòng)服務(wù)器與門禁及安防系統(tǒng)通信，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)并得到確認(rèn)后，可在管理工作站或管理工作子站上控制打開需要開啟的通道門以供逃生，也可自動(dòng)打開所有事先設(shè)置好的門（如各層消防通道門）。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

將大崗山中控室大屏幕左側(cè)工業(yè)電視顯示區(qū)定為來聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)，右側(cè)定為日常顯示區(qū)，如圖3所示。

圖3 聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)分配Fig.3 Linkage display area allocation

根據(jù)工業(yè)電視聯(lián)動(dòng)功能將聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)進(jìn)行細(xì)化，分為事故聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)、重要操作聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)、告警信號(hào)聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)、門禁聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)、消防聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)，如圖4所示。若聯(lián)動(dòng)畫面較多，則畫面顯示20s后自動(dòng)切換。若無聯(lián)動(dòng)信號(hào)動(dòng)作，則顯示日常監(jiān)視畫面。

優(yōu)先級(jí)：當(dāng)事故信號(hào)、重要操作信號(hào)、消防信號(hào)、門禁信號(hào)、五防操作信號(hào)同時(shí)聯(lián)動(dòng)同一個(gè)攝像頭時(shí)，以事故信號(hào)、消防信號(hào)、重要操作信號(hào)、門禁信號(hào)的順序依次顯示。

圖4 聯(lián)動(dòng)顯示區(qū)各屏幕細(xì)分Fig.4 Linkage display area screen subdivision

可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)功能于2018年9月在大崗山水電站成功應(yīng)用，充分將獨(dú)立子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，消除了信息孤島、獨(dú)立工作、管理復(fù)雜等問題，可追溯歷史故障情況，便于分析原因，提高了電站設(shè)備智能化水平和運(yùn)維效率。

4 結(jié)束語

可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)功能基于一體化平臺(tái)編程環(huán)境，將需要進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集，形成中心管理平臺(tái)，將監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等接入聯(lián)動(dòng)服務(wù)器。相比以前各系統(tǒng)的單獨(dú)自動(dòng)化工作，可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)能夠打通不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壁壘，統(tǒng)一不同系統(tǒng)之間的通信規(guī)約；能夠以多種途徑呈現(xiàn)結(jié)果，如工業(yè)電視墻、一體化平臺(tái)Web等。本文介紹的可組態(tài)設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)方案2018年9月在大崗山電廠成功實(shí)施，運(yùn)行狀況良好，顯著提高了電站設(shè)備運(yùn)維效率，具有良好的推廣應(yīng)用前景。