王冉冉

摘 要：發(fā)電廠升壓站是目前發(fā)供電環(huán)節(jié)中極為關(guān)鍵的組成部分，結(jié)合生產(chǎn)的實際情況，合理利用當(dāng)前設(shè)備、減少工作量、提高經(jīng)濟性，把發(fā)電廠升壓站二次設(shè)備進行功能性重組設(shè)計，應(yīng)用計算機、網(wǎng)絡(luò)以及控制技術(shù)，達到升壓站自動監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)以及控制的要求。本文主要分析發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場總線的實際情況，分析升壓站自動化模式，提高技術(shù)水平，為升壓站運行效率和質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;升壓站;現(xiàn)場總線;自動化模式

經(jīng)濟與社會的高速發(fā)展，發(fā)電機裝機容量不斷的提高，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，對于用電質(zhì)量與穩(wěn)定性方面要求不斷的提升。對于這種發(fā)展形勢下，各級電力部門開始研發(fā)應(yīng)用能量管理系統(tǒng)與安全監(jiān)視系統(tǒng)，同時，作為電網(wǎng)輸送端變電站的發(fā)電廠升壓站，因為很多原因在二次系統(tǒng)綜合自動化方面改進效果卻比較差，升壓站運行情況的堅實和控制是利用人工就地操作與網(wǎng)控室中控的方式為主，自動化水平較低，并不能達到先進性的要求。

1發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場總線的選擇和概況

1.1現(xiàn)場總線的概況

現(xiàn)場總線控制就是通過一種雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信系統(tǒng)，連接的是現(xiàn)場區(qū)域內(nèi)的各個裝置與控制室內(nèi)自動化控制系統(tǒng)，被大量的應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，現(xiàn)場總線由于具備數(shù)字化、自動化的特性，所以也被人們叫做底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場總線的價值就是進行現(xiàn)場設(shè)備信息傳輸問題的處理，促進信息傳輸質(zhì)量和效率的提升，現(xiàn)場總線系統(tǒng)傳輸壓力相對較小，現(xiàn)場總線可以達到信息實時傳遞的效果。按照現(xiàn)場總線信息傳遞的標(biāo)準，將其分為四個層次，即網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)鏈路、物理和應(yīng)用，各個部分相互協(xié)調(diào)，降低運行成本，讓信息傳輸效率和質(zhì)量得到提升。

1.2現(xiàn)場總線的選擇

現(xiàn)場總線類型較多，且每種設(shè)備的性能都是不同的，所以選擇現(xiàn)場總線時要格外的注意，首先應(yīng)該了解現(xiàn)場總線包含哪些，比如現(xiàn)場總線、CAN等，應(yīng)用范圍都比較廣。CAN的全程是控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是德國率先提出的，最初應(yīng)用到汽車領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，之后被很多公司推廣應(yīng)用，發(fā)展速度非?？?。CAN信號傳輸使用的是短幀結(jié)構(gòu)，多種方式可以運行，CAN協(xié)議的信號傳輸采用的是雙絞線，速度很快、傳輸距離遠，應(yīng)用到通信芯片研發(fā)領(lǐng)域，成本較低、方便快捷，所以使用范圍較大。

1.3現(xiàn)場總線的優(yōu)缺點

1.3.1現(xiàn)場總線的優(yōu)點

（1）一條傳輸線可以實現(xiàn)多臺設(shè)備同時控制，組成結(jié)構(gòu)相對簡單，所以安裝周期比較短，操作與維護也非常的方便。（2）應(yīng)用數(shù)字通信技術(shù)，數(shù)據(jù)精度較高。（3）分散功能性好，電控系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、靈活。

1.3.2現(xiàn)場總線的缺點

（1）未設(shè)置統(tǒng)一標(biāo)準，無法實現(xiàn)系統(tǒng)兼容。（2）成本非常高。（3）支持技術(shù)較少，可以使用的資源量也比較少。

2發(fā)電廠升壓站自動化模式的設(shè)計

發(fā)電廠的升壓站自動化設(shè)計要從下述幾個方面出發(fā)：

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用現(xiàn)場總線方式的發(fā)電廠升壓站自動化系統(tǒng)包含現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、冗余同期控制系統(tǒng)、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器等部分，雙機冗余采集系統(tǒng)主要的作用就是采集各項數(shù)據(jù)信息，同時在系統(tǒng)內(nèi)存儲，同期控制系統(tǒng)包含兩臺冗余S7300和系統(tǒng)回路構(gòu)成，工作人員結(jié)合系統(tǒng)要求進行集控室控制，隨時監(jiān)控升壓站的運行情況，工程師站進行系統(tǒng)的維護與配置管理，結(jié)合現(xiàn)場電廠的情況以及系統(tǒng)配置條件，在冗余采集機中設(shè)置操作員子系統(tǒng)，實現(xiàn)操作員站的全部功能;S7300DPU通過手動操作的方式可以實現(xiàn)系統(tǒng)通氣合閘與分閘操作。網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng)與其他系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)信息的傳輸和利用。

2.1.1數(shù)據(jù)采集的設(shè)備

具體包含多種測控前端與數(shù)據(jù)采集的裝置，綜合分析目前已經(jīng)安裝的數(shù)據(jù)采集設(shè)備系統(tǒng)，如RS232，RS485，TCP/IP以及現(xiàn)場總線接口等。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有智能前端、PLC、回路以及很多采集卡所組成，主要的目的是采集和收集數(shù)據(jù)信息。

2.1.2控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)內(nèi)包含冗余控制系統(tǒng)與控制回路部分，連接測控模塊，達到實時控制的要求。

2.1.3操作層

包括操作員站、工程師站和WEB服務(wù)器三部分，操作員的工作是進行數(shù)據(jù)集中顯示與處理，各個操作員功能是完全一致的，確保數(shù)據(jù)備份和利用。工程師站除了具備操作員功能外，還可以進行系統(tǒng)管理與組態(tài)功能。WEB服務(wù)器可以進行信息管理，也能夠提供WEB服務(wù)，保證管理信息系統(tǒng)和該系統(tǒng)達到隔離性的效果。

2.1.4服務(wù)器的設(shè)計

服務(wù)器設(shè)計時，需要進行單獨信息與數(shù)據(jù)發(fā)布，同時在系統(tǒng)設(shè)計中要綜合分析該升壓站的狀況，比如子站系統(tǒng)配置等，滿足升壓站運行的要求。

2.2硬件

硬件是運行的基礎(chǔ)，工程師站與操作站主機至少為CPUPII133以上，內(nèi)存64M以上，硬盤10G。WEB服務(wù)器與網(wǎng)卡也要滿足系統(tǒng)運行的要求。

2.2.1微處理器系統(tǒng)的設(shè)計

微處理器系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)，采用的是6個功能塊、68個引腳芯片以及16位獨立計數(shù)器的微處理器，這一系統(tǒng)的優(yōu)勢就是運行速度快、工作效率比較高。

2.2.2現(xiàn)場總線通信接口的設(shè)計

現(xiàn)場總線通信接口設(shè)計時，控制器與收發(fā)器和現(xiàn)場總線組合形成穩(wěn)定的系統(tǒng)，CAN協(xié)議和微處理器同時作用，形成物理層結(jié)構(gòu)。

2.2.3信號處理的設(shè)計

信號處理設(shè)計環(huán)節(jié)，要想提升運行效果，可以選擇美國某公司研發(fā)的結(jié)構(gòu)部件，形成獨立回路，不會有干擾的問題存在。

2.3軟件

這一自動化運行系統(tǒng)模塊設(shè)計中，實效性良好，優(yōu)勢非常明顯，且傳輸數(shù)據(jù)量巨大，速度非常快，因此，要采用先進技術(shù)實現(xiàn)，比如內(nèi)存共享技術(shù)等，可以達到數(shù)據(jù)傳輸和處理的要求。軟件設(shè)計采用全新的方式，即多層結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)操作性好、安全性高，網(wǎng)絡(luò)運行時，這些優(yōu)勢展現(xiàn)的更加明顯。分層結(jié)構(gòu)形式設(shè)計中，軟件層次劃分效果非常好，可以分為網(wǎng)絡(luò)層、控制層、管理層、服務(wù)層等。利用計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，保證采集工作效率和質(zhì)量，確保系統(tǒng)運行質(zhì)量和效果，且軟件設(shè)計中采取優(yōu)先處理關(guān)鍵數(shù)據(jù)，及時處理緊急問題，并且讓數(shù)據(jù)時刻保持最新狀態(tài)，保證系統(tǒng)部件可以達到獨立運行的標(biāo)準。通訊和管理軟件可以形成穩(wěn)定的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將最新數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒕W(wǎng)中，達到信息數(shù)據(jù)共享的效果。

2.4系統(tǒng)的可靠性

首先，升壓站需要保證運行達到穩(wěn)定性的要求，這是極為重要的指標(biāo)。第一，為了能夠達到不間斷連續(xù)性監(jiān)控與管理，提高系統(tǒng)運行可靠性，系統(tǒng)軟硬件需要設(shè)置備用結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集應(yīng)用雙機采集的方式，即使其中一臺設(shè)備發(fā)生故障無法采集數(shù)據(jù)，另外一臺設(shè)備也能夠完成采集和監(jiān)控的工作，保證數(shù)據(jù)采集可以順利的進行;第二，為了保證數(shù)據(jù)和信息達到完整性、準確性的要求，軟件設(shè)計時還要綜合分析誤操作的情況，所以設(shè)計中采用多種閉鎖與校驗的形式，避免系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作的情況。第三，服務(wù)器的軟件增加備用，比如電源、硬盤等裝置，保證服務(wù)器的各項數(shù)據(jù)信息符合運行的要求，滿足雙重保證的要求，分擔(dān)部分數(shù)據(jù)壓力，在其中一部分網(wǎng)絡(luò)發(fā)生問題之后，另外一部分網(wǎng)絡(luò)可以正常的運行，滿足系統(tǒng)運行的需要，提高運行效果和質(zhì)量。

3結(jié)語

綜上所述，電廠升壓站自動化系統(tǒng)正式投入運營之后，反饋效果非常好，自動化模式設(shè)計達到科學(xué)性與合理性的要求，且功能性和實用性非常好，可以快速的實現(xiàn)維修與保養(yǎng)處理工作，且該自動化模式的應(yīng)用完全達到標(biāo)準化、系統(tǒng)化的開發(fā)要求，且采取分布式現(xiàn)場總線的設(shè)計方式，所以在實際中應(yīng)用范圍較廣，可以實現(xiàn)多個條件下的應(yīng)用，滿足環(huán)境監(jiān)測的要求，從長遠發(fā)展來看，其應(yīng)用價值非常高。

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