陳洪剛 廖成勝 李奇 宋泉訓(xùn)

摘要：隨著燃氣發(fā)電機組電氣系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，燃氣發(fā)電站對于集中監(jiān)控的要求越來越高。針對燃氣發(fā)電站的特點，設(shè)計了基于工業(yè)以太網(wǎng)的燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)。電站值班人員通過監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對現(xiàn)場機組實時運行狀態(tài)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)及曲線查詢、蝶閥開度控制等。經(jīng)過發(fā)電站實際應(yīng)用，系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)全面、操作簡單實用、運行穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了對燃氣發(fā)電站的實時監(jiān)測與控制功能。

關(guān)鍵詞：燃氣發(fā)電站;中央監(jiān)控;工業(yè)以太網(wǎng);PLC

Abstract：With the improvement of the electric system automation in gas generator，gas power station require more and more centralized monitoring. According to the characteristics of gas power station，a central monitoring system of gas power station based on Industrial Ethernet is designed. Through the monitoring system，the on-duty personnel of the power station can realize real-time operation status monitoring， historical data and curve query，butterfly valve opening control and so on. Through the practical application of the power station， the system monitoring data is comprehensive，simple and practical，stable and reliable operation，and the real-time monitoring and control function of the gas power station is realized.

Key words：gas power station; central monitoring system; industrial ethernet;PLC

引言

隨著燃氣發(fā)電機組電氣系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，燃氣發(fā)電站對于集中監(jiān)控的要求越來越高。燃氣發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對發(fā)電站多臺燃氣發(fā)電機組的集中控制和數(shù)據(jù)顯示，方便對燃氣發(fā)電機組的集中管理和控制。同時，可以記錄燃氣發(fā)電機組的運行參數(shù)和報警參數(shù)，當燃氣發(fā)電機組出現(xiàn)故障時，可以通過查詢歷史數(shù)據(jù)分析故障產(chǎn)生的原因。

本文設(shè)計的燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)以亞控組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，結(jié)合腳本語言開發(fā)，采用具有C/S（客戶機/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)形式的計算機網(wǎng)設(shè)計。

1 燃氣發(fā)電機組自動控制系統(tǒng)總體架構(gòu)

燃氣發(fā)電機組自動控制系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，第一部分為燃氣發(fā)電機組配備的各種檢測儀表，包括轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、熱電偶、熱電阻等;第二部分為西門子PLC及科邁控制器，兩個控制器根據(jù)采集到的轉(zhuǎn)速、功率、壓力、溫度等參數(shù)對機組電子調(diào)速器、電動蝶閥、勵磁板等做出相應(yīng)調(diào)試實現(xiàn)機組控制;第三部分為機組中央監(jiān)控系統(tǒng)，中央監(jiān)控系統(tǒng)主要有機組實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、故障報警、歷史數(shù)據(jù)查詢、輔助控制等功能。

2 燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)一般配備2個服務(wù)器，一個服務(wù)器A作為IO服務(wù)器，另一個服務(wù)器B作為登錄服務(wù)器、報警服務(wù)器、歷史記錄服務(wù)器、WEB服務(wù)器;客戶機數(shù)量需根據(jù)現(xiàn)場情況而定。具體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1所示。

IO服務(wù)器：負責上位機及PLC的通訊，進行數(shù)據(jù)采集。

登錄服務(wù)器：擁有網(wǎng)絡(luò)中唯一的用戶列表，負責身份驗證及用戶信息的存儲。

報警服務(wù)器：負責存儲報警信息。

歷史記錄服務(wù)器：負責歷史數(shù)據(jù)存儲。

WEB服務(wù)器：進行WEB發(fā)布時，負責提供瀏覽服務(wù)的站點。

客戶機：被指定為客戶機的站點可以訪問其指定的IO服務(wù)器、報警服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器。

3 燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)計

燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)用于在監(jiān)控室內(nèi)實時讀取電站所有的機組運行數(shù)據(jù)、發(fā)電質(zhì)量數(shù)據(jù)、發(fā)電總量、總運行時間、外圍設(shè)備運行狀態(tài)等信息，并實現(xiàn)在監(jiān)控室內(nèi)對電站所有機組的遠程操作，實現(xiàn)電站機組的集中式管理和歷史信息存儲。

3.1實時監(jiān)控畫面設(shè)計

設(shè)計的實時監(jiān)控畫面主要分為以下區(qū)域：

1.排溫、水溫數(shù)據(jù)區(qū)：以柱狀圖的形式實時顯示機組的排溫和水溫，正常運行時柱狀圖為綠色，溫度過高時柱狀圖變?yōu)榧t色并報警;

2.發(fā)電質(zhì)量數(shù)據(jù)區(qū)：實時顯示發(fā)電機的三相電壓、三相電流、功率因數(shù);

3.機組重要參數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)：實時顯示機組當前轉(zhuǎn)速、濾前油壓、濾后油壓、冷卻水壓、燃氣壓力、曲軸箱通風壓力、油溫、水溫等數(shù)據(jù);

4.閥體開度顯示與控制區(qū)：實時顯示調(diào)速器開度、燃氣蝶閥開度、空氣蝶閥開度，且可以通過按鈕調(diào)節(jié)閥體的開度，“++”“--”1次閥體變化2度;“+”“-”1次閥體變化1度;

5.功率設(shè)定、顯示區(qū)：設(shè)定機組的目標功率，機組在自動控制模式下機組將自動控制功率在目標功率±15kW以內(nèi)，且實時顯示機組的運行功率;

6. 報警顯示和報警確認區(qū)：當機組存在任何報警時，報警顯示區(qū)實時顯示報警信息，且通過點擊“報警確認”按鈕可5分鐘暫時屏蔽聲光報警，直到當前報警恢復(fù);

7.停機按鈕：按下停機按鈕實現(xiàn)機組分閘、停機。

監(jiān)控系統(tǒng)主畫面實時監(jiān)控圖如圖2所示。

3.2系統(tǒng)安全管理設(shè)置

安全保護是監(jiān)控系統(tǒng)不可忽視的問題，設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)對工程進行了加密，打開工程時需要輸入正確密碼才能進入該工程。對畫面上的按鈕也進行了訪問權(quán)限設(shè)置，給操作者分配訪問優(yōu)先級和安全區(qū)，運行時當操作者的優(yōu)先級小于對象的訪問優(yōu)先級或不在對象的訪問安全區(qū)時，該對象不可訪問。

3.3報警查詢處理設(shè)計

中央監(jiān)控系統(tǒng)通過 ODBC 數(shù)據(jù)源將報警信息存儲到數(shù)據(jù)庫中，因此我們必須先建立ODBC數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)庫以及 ODBC 數(shù)據(jù)源定義完成后，通過插入通用控件“KVADODBGrid Class”、日歷控件“Microsoft Date andTime Picker Control”，編寫查詢按鈕命令語言實現(xiàn)歷史報警記錄查詢。

3.4報表查詢及保存打印功能設(shè)計

通過報表控件、日歷控件，編寫查詢按鈕、保存按鈕、打印按鈕命令語言，監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)機組運行各定義參數(shù)日報表查詢，并且可以以.XLS格式保存，連接打印機打印。

4 結(jié)語

本中央監(jiān)控系統(tǒng)采用Windows7操作系統(tǒng)，以亞控組態(tài)軟件為基礎(chǔ)設(shè)計開發(fā)，利用工業(yè)以太網(wǎng)，設(shè)計了燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的單機監(jiān)控系統(tǒng)相比，分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠大大減少服務(wù)器的運行負擔，提高了整個監(jiān)控系統(tǒng)的通訊速度，使客戶機操作更為流暢、實時性更強。電站現(xiàn)場PLC與中央監(jiān)控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊，實現(xiàn)了機組運行數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)控，并且具有實時報警、歷史報警查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)保存、歷史數(shù)據(jù)打印、實時曲線展示、歷史曲線展示等功能。中央監(jiān)控系統(tǒng)功能全面，人機界面美觀，操作簡單方便，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，在燃氣發(fā)電站具有較高的應(yīng)用價值。

參考文獻

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作者簡介：陳洪剛（1990～），男，漢，山東淄博，本科，主要研究方向為燃氣發(fā)電技術(shù)。