0　引言
　　隨著計(jì)算機(jī)軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的迅速增加，微機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已是電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)［1，2］。江油發(fā)電廠7號(hào)、8號(hào)機(jī)組為進(jìn)口法國(guó)ALSTHOM公司的330 MW火電機(jī)組，其控制設(shè)備Centrolog—T20系統(tǒng)為國(guó)外80年代產(chǎn)品，共采集模擬量700個(gè)、邏輯量3 000多個(gè)，是典型的大型分散控制和集中監(jiān)視系統(tǒng)。其下位機(jī)T20系統(tǒng)包括邏輯控制(Controlbloc)、鍋爐控制(Micro—z)、汽機(jī)控制(Micro—Rec)等下級(jí)控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它完成機(jī)組主輔機(jī)控制和調(diào)節(jié)以及電氣控制。上位機(jī)Centrolog系統(tǒng)是以1臺(tái)BULL公司的Solar小型機(jī)為中心，在RTES16實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)支撐下構(gòu)成的多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)信息進(jìn)行集中監(jiān)視。機(jī)組多年的運(yùn)行表明：下位機(jī)T20系統(tǒng)具有很高的可靠性，其系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)嚴(yán)密周到，充分考慮了特殊情況，留有充足的備用資源；上位機(jī)Centrolog系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有較高的可靠性和準(zhǔn)確性。由于機(jī)組取消了很多常規(guī)儀表，因而數(shù)據(jù)大多通過Centrolog系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，它具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用性，是不可缺少的重要設(shè)備。然而，Centrolog系統(tǒng)也存在一些問題，給發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行帶來了較大影響和隱患?；诖耍‰娏纸M織科研力量于1996年開始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，利用現(xiàn)有的高性能微機(jī)取代原小型機(jī)，與微機(jī)網(wǎng)絡(luò)接軌。

1　Centrolog系統(tǒng)存在的問題
1.1　備品問題
　　Centrolog系統(tǒng)是以小型機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從計(jì)算機(jī)技術(shù)水平來看，該系統(tǒng)只相當(dāng)于80年代中期水平；從發(fā)展角度來看，小型機(jī)已經(jīng)逐漸被高性能微機(jī)所取代；從價(jià)格方面來看，由于Solar機(jī)系統(tǒng)的專用性，其備品必須依靠國(guó)外，價(jià)格昂貴。而微機(jī)的價(jià)格/性能比、通用性、兼容性都有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
1.2　性能問題
　　Centrolog監(jiān)控系統(tǒng)的性能與我國(guó)制定的關(guān)于300 MW火電機(jī)組監(jiān)控機(jī)標(biāo)準(zhǔn)相比，存在以下差距。
　　a.系統(tǒng)平均無故障時(shí)間（MTBF）：按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)不少于4 320 h，系統(tǒng)應(yīng)不少于2 168 h，而Centrolog從投運(yùn)以來，連續(xù)無故障運(yùn)行的最好記錄未超過1個(gè)月。
　　b.系統(tǒng)冗余：按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)CPU應(yīng)有15%或以上的冗余，內(nèi)外存儲(chǔ)器也應(yīng)有25%以上備用。經(jīng)測(cè)試，Centrolog的CPU負(fù)荷高峰時(shí)可達(dá)95%，由于負(fù)荷曲線最小的平均時(shí)間是5 s，所以在更小的時(shí)間段中，機(jī)時(shí)占有率超過95%是完全可能的。
　　c.響應(yīng)時(shí)間：系統(tǒng)鍵盤響應(yīng)時(shí)間及畫面切換速度慢，遠(yuǎn)未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
　　d.事件分辨率：Centrolog系統(tǒng)的事件分辨率是20 ms,而國(guó)內(nèi)監(jiān)控機(jī)一般都在5 ms以內(nèi)。
　　e.擴(kuò)充性：系統(tǒng)的可擴(kuò)充性、可維護(hù)性、可移植性與90年代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比差距很大。
1.3　功能缺陷
　　a.原設(shè)計(jì)的一些功能沒有實(shí)現(xiàn)，例如，電量累計(jì)顯示，設(shè)備啟停和維護(hù)記錄等。
　　b.打印功能穩(wěn)定性和可靠性差。
　　c.無歷史數(shù)據(jù)記錄功能。
　　d.系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)手段和工具有很大局限性。

2　Centrolog—T20系統(tǒng)改造
2.1　系統(tǒng)改造方案與接口設(shè)計(jì)
　　基于對(duì)原系統(tǒng)的分析，問題主要出自上位機(jī)。因此，對(duì)原下位機(jī)T20系統(tǒng)不作任何更改，保留其所有功能；擯棄原以Solar機(jī)為核心的上位機(jī)Centrolog系統(tǒng)，用微機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)替代。設(shè)計(jì)由1臺(tái)數(shù)據(jù)采集工作站和1個(gè)32路電流環(huán)智能串口箱共同組成微機(jī)局域網(wǎng)，與下位機(jī)T20系統(tǒng)接口。該接口主要功能有：串/并數(shù)碼轉(zhuǎn)換，發(fā)送信息，識(shí)別地址和接收數(shù)據(jù)；對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)加上檢驗(yàn)段并接收數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)段；把高速數(shù)據(jù)總線上送來的地址翻譯成內(nèi)存地址，而后把傳送的數(shù)據(jù)存入內(nèi)存。
2.2　技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)
2.2.1　通信協(xié)議的識(shí)別實(shí)驗(yàn)
　　Centrolog系統(tǒng)與T20系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)流是按一定規(guī)律進(jìn)行編碼的非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(由公司自定義)，尤其是模擬量的編碼非常復(fù)雜，在國(guó)外專家沒有提供有關(guān)資料的情況下，通過大量實(shí)驗(yàn)，識(shí)別出數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)是這一改造工程的技術(shù)關(guān)鍵。
2.2.2　微機(jī)通信接口技術(shù)
　　由于該330 MW機(jī)組為四川電網(wǎng)的主力機(jī)組，新系統(tǒng)的調(diào)試、安裝、試運(yùn)行都應(yīng)以不影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為前提。針對(duì)這一問題和對(duì)系統(tǒng)硬件的分析，提出了以下解決方法：新系統(tǒng)（微機(jī)系統(tǒng)）只在通信鏈路上介入原系統(tǒng)。此方式對(duì)通信鏈路的影響僅為：增加鏈路壓降約1 V，增加驅(qū)動(dòng)電路功耗20 mW(20 mA×1 V)，而鏈路的端電壓24 V，驅(qū)動(dòng)功率為1 W以上。所以，無論理論分析還是實(shí)驗(yàn)都證明了新系統(tǒng)介入不影響原系統(tǒng)的工作。這一方法是改造得以實(shí)現(xiàn)的重要保障。
2.2.3　OOP技術(shù)
　　為繼承原系統(tǒng)的一些功能，實(shí)現(xiàn)原系統(tǒng)未達(dá)到的功能以及豐富組態(tài)的要求，采用面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）技術(shù)，把要求解決的問題分解成一些對(duì)象及對(duì)象之間傳遞信息的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)軟件的模塊化、信息掩蔽、知識(shí)表現(xiàn)，使軟件具有繼承性、發(fā)展性和可移植性。
2.3　微機(jī)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
　　微機(jī)系統(tǒng)把原小型機(jī)集中完成的任務(wù)分解成數(shù)個(gè)子任務(wù)，由數(shù)臺(tái)微機(jī)分別完成，各微機(jī)之間的通信由串行通信技術(shù)支持。原Centrolog系統(tǒng)的工作由一小型微機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)完成。
2.3.1　網(wǎng)絡(luò)組成
　　a.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上駐留和運(yùn)行，存儲(chǔ)和讀取各工作站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。
　　b.打印服務(wù)器：帶3臺(tái)～4臺(tái)打印機(jī)，完成事件打印、報(bào)表打印、隨機(jī)打印和硬拷貝功能。
　　c.數(shù)據(jù)采集工作站：實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)與下位機(jī)的通信，由1臺(tái)微機(jī)管理32路電流環(huán)智能通信接口。
　　d.顯示工作站：由4臺(tái)帶高分辨率顯示器（1024×768）的微機(jī)組成。
　　e. I/O工作站：實(shí)現(xiàn)所有的數(shù)字量輸入/輸出和D/A轉(zhuǎn)換功能，并驅(qū)動(dòng)語音系統(tǒng)。
　　f.網(wǎng)絡(luò)管理工作站（兼工程師工作站）：完成系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)管理工作。
　　g.美國(guó)網(wǎng)絡(luò)通（Synoptics Inc）智能Hub系統(tǒng)2000：滿足Centrolog系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求和節(jié)點(diǎn)管理要求，便于與廠MIS接口。
2.3.2　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1。它把小型機(jī)所完成的龐大工作成功地分配給網(wǎng)絡(luò)上的各微機(jī)來完成，使系統(tǒng)可靠性、實(shí)時(shí)性、冗余度均大大提高。



圖1　新(微機(jī))系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Fig.1　Structure of microcomputer local area network system

3　軟件結(jié)構(gòu)
　　微機(jī)系統(tǒng)軟件由網(wǎng)絡(luò)操作軟件、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和Centrolog系統(tǒng)軟件四大部分組成。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)選用Netware V3.11，容量為25戶。網(wǎng)絡(luò)管理軟件采用Synoptics公司專為其智能Hub設(shè)計(jì)的Optivity。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫選用Sybase。Centrolog系統(tǒng)及組態(tài)軟件編程采用OOP技術(shù)。

4　微機(jī)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析
　　新系統(tǒng)（微機(jī)系統(tǒng)）經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　a.改造后的系統(tǒng)試運(yùn)行表明，可靠性和穩(wěn)定性大大提高，為機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可靠保證。曾發(fā)生的數(shù)日無法啟動(dòng)Centrolog的嚴(yán)重事故隱患消除了，發(fā)揮了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
　　b.維持原Centrolog系統(tǒng)運(yùn)行平均每年的備品費(fèi)用為80萬元～100萬元人民幣，系統(tǒng)改造后，此費(fèi)用可降至10萬元以下。
　　c.直接與廠MIS通信，不用另做上網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)了全廠信息共享。
　　d.避免了小型機(jī)被淘汰帶來的維護(hù)成本高和難度大的隱患，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制預(yù)留了接口。

5　結(jié)語
　　Centrolog—T20改造后的微機(jī)系統(tǒng)自調(diào)試運(yùn)行以來，解決了原系統(tǒng)存在的問題，且具有靈活易懂、美觀實(shí)用的操作界面。監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得到提高，為機(jī)組安全運(yùn)行提供了保障，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　

參考文獻(xiàn)
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