专利名称：四机一控式电厂辅助车间控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电厂辅助车间的控制系统，特别是一种高度集中的辅助车间 控制系统。
背景技术：
随着电力系统改革的进一步深入，保证设备优质高效的运行，提高劳动生产率， 提高经济效益成了电厂发展的目标。早期的电厂由于控制水平及设备可靠性较低，多 数采用常规模拟表盘作为电厂运行操作的主要手段，控制室里布置有大量的监视仪表 及操作按钮，多台机组采用一个集中控制室，需要大量的电缆从现场进入控制室。
后来，电厂开始逐渐采用分散控制系统(Distributed control system, DCS),但是早 期电厂控制水平及设备可靠性较低，需要运行人员较多，在机组启、停及运行过程中 需要运行人员经常到现场巡视及处理问题，实时控制能力差；另外，由于早期DCS整 个通讯网络以及通讯网络两站之间的距离有限而不能采用多台机组釆用一个集中控制 室控制的方式。随着网络和计算机技术的发展，DCS本身的性能指标有了很大的提 高，DCS整个网络以及通讯网络两站之间的通讯距离均有所增加，某些DCS网络节点 间的最大距离甚至可达2000 4000米，DCS操作员站可以布置在离其过程机柜相当远的 集中控制室内，而非象早期的DCS操作员站只能布置在其过程机柜附近。因此，随着 电厂自动化水平和设备可靠性的提高，现在新建电厂在机组启、停及运行过程中不再 象早期电厂一样需要大量的运行人员并需要运行人员经常到现场巡视及处理问题，而 只需少量的运行操作人员在极少数就地人员的配合下，在集控室内就可实现机组的启 停控制。
目前，因为国内大多数电厂同一期只上一台或两台机组，对于多台装机容量的火 力发电厂的常规布置方式多为两机一控布置方式，即单元机组采用DCS控制系统，以 液晶显示器、大屏幕为中心对单元机组进行监视和控制。通过采取将控制室和单元机 组电子设备室分离布置的方式，将两台单元机组DCS过程机柜分别放置在离单元机组 附近的电子设备室内，而将两台单元机组DCS操作员站设在一个全厂集中的控制室 内，从单元机组就地至全厂集中控制室只需有少量的通讯电缆、电源及控制电缆。相 比以往的多台机组设一个集中控制室的方式，如今采用两机一控方式监控，机组之间 的互相干扰较少；由于控制室离两台机组较近，可以节约大量的电缆；而且，运行人 员从控制室到现场较方便，处理现场问题更及时。
但是，随着目前电厂规模的不断扩大，发电能力的提高，出现了发电厂工程同期 同时建设四台机组的工程，再加上煤、灰、化水控制点的分布，目前的二机一控布置 方式需要设置多个集控室，并配备较多的运行人员，没有能够达到最好的经济效益， 不能满足电厂对减员增效和提高运行人员整体素质的更高的要求。因此，需要在现有 的二机一控的布置方式基础上做出一进步改进，以配合同期同时建设四台机组的发电 厂工程，并且达到更好的经济效益。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供只有一个集中控 制室的四机一控式电厂辅助车间控制系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该四机一控式电厂辅助车间 控制系统，包括有辅助车间子系统、发电机组、与所述的辅助车间子系统分别网络相 连且控制所述辅助车间子系统的辅助集中监控点以及监控所述发电机组的集中控制 室，其特征在于所述的发电机组有#1、 #2、 #3和斜共四台机组，所述的集中控制室 为同时监控所述的#1、 #2、 #3和斜机组的四机一控室，并且，各辅助车间子系统的辅 助集中控制点设置在所述的四机一控室中。
为了实现四机一控的集中控制方式，方便管理和提高控制水平，所述的四机一控 室包括服务器、工程师站、操作员站以及大屏操作员站，并分别连接到光纤主交换机 成为一系统整体，所述的光纤主交换机又与厂级监控信息系统(Supervisory Information System in plant level, SIS)相连接。
为了使得整个控制系统能够覆盖对水、煤、灰等各辅助车间子系统的监控，所述 的辅助车间子系统包括有化水及水务管理系统、输煤程控系统、#1#2机组凝结水精处 理系统、#3#4机组凝结水精处理系统、#1#2飞灰控制系统、#3#4飞灰控制系统、灰库 区渣水控制系统、制氢站控制系统、循环水加药控制系统和其他控制系统。
所述的辅助车间子系统还包括有各自的子交换机和各自的可编程控制器系统，所 述的子交换机和对应的可编程控制器系统通过双绞线相连，所述的子交换机分别与所 述的光纤主交换机通过光纤相连。如此一来，上述的四机一控室通过所述的各个子交 换机就能够够实现对各辅助车间子系统的集中控制和管理。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于在电厂的辅助控制网络中采用四机一 控的布置方式，将发电机组、辅助车间子系统与监控点进行有效的联网，实现一个集 中控制室对全厂的监控和管理，提升了全厂运行管理水平；由于减少了全厂的控制点 和运行人员，可以节约运行管理费用；另外，由于整个辅控网系统的硬件和软件的统
一，减少了库存备品备件及日常管理维护费用。而且，因为取消了很多就地控制室， 减少了建造和装修费，减少就地办公设施及操作员站的配置，这样减少了基建费用。
图1为本实用新型实施例的电厂整体系统结构示意图。 图2为本实用新型实施例的电厂辅助控制控制系统配置图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
辅助车间控制系统简称辅控网(Balance Of Plant, BOP)，它是利用先进的计算机技 术、通信技术和网络技术，将相互独立的各个外围辅助系统集成控制，实现外围控制 系统少人值班或无人值班，提高外围设备控制水平，减少设备故障率，大幅度提高劳 动生产率，并达到减员增效的目的。
如图l所示为本实用新型的电厂整体系统结构示意图，在电厂中，除了#1、 #2、 #3 和#4每台独立的单元发电机组系统，还包括有上述四台机组公用的系统，包括有燃油 泵房远程I/0控制、输煤6KV配电远程I/0控制、空压机#1#2机组公用远程1/0控制、空 压机#3#4机组公用远程1/0控制、电气四机公用I/0控制等，各个公用系统的I/0控制与 #1、 #2、 #3和斜机组之间通过公用系统处理器实现相互联网，通过四机一控集中控制 方式，实现了四机组和公用系统的统一监视和控制。
本实用新型的电厂网络结构采用控制层、网络层和管理层的三层构架，其中，控 制层为可编程控制器(PLC)控制网络，网络层为工业以太网，而管理层采用厂级监控信 息系统(Supervisory Information System in plant level, SIS)，并通过光纤接入辅控以太 网，通过OPC方式从辅控网取数据。
如图2所示的电厂辅助控制控制系统配置图，该四机一控式电厂辅助车间控制系 统，包括有含水、煤、灰等各辅助车间子系统，#1、 #2、 #3、 #4四台发电机组，与所 述的辅助车间子系统分别网络相连且控制所述辅助车间子系统的辅助集中监控点，以及监控所述发电机组的集中控制室。其中，集中控制室为同时监控所述的#1、 #2、 #3 和斜机组的四机一控室，各辅助车间子系统的辅助集中控制点设置在所述的四机一控 室1中。
所述的四机一控室l里包括有三台服务器ll、 一台工程师站12、五台操作员站13以 及大屏操作员站14，还包括有一个分别连接服务器ll、工程师站12、操作员站13和大 屏操作员站14的光纤主交换机15，所述的光纤主交换机15又连接到SIS上。
三台服务器ll中有二台作为实时数据服务器，在这两台服务器中均安装有IDAS软 件，它们作为下位机PLC与上位机工程师站12、操作员站13、大屏操作员14以及历史 数据服务器之间的数据通道，互相冗余备用；另一台作为历史数据服务器，安装有 InSQL工业数据库系统，SIS通过该服务器读取辅网所有系统的有用数据，它通过IDAS
来读取PLC数据,同时历史数据服务器作为辅网的时钟服务器，接收来自GPS时钟源的 时钟信号，使辅网的所有计算机的时钟均能同步。工程师站安装有Intouch开发版、 PLC编程软件以及网管软件，可以通过工程师站进行系统画面编辑，PLC编程以及网络 的管理；在操作员站及大屏计算机中安装有Intouch运行版，可以通过他们监控全厂所 有辅控子系统。
整个系统配置两台工业级进口光纤主交换机15，设备布置在主控室边上的工程师 站12小间，在各辅助车间配置冗余的工业级分支交换机。所有交换机的接口有20%裕 量。分支交换机布置于各PLC系统的本地机柜内，并由各PLC系统负责供电。光纤主交 换机15端口数量为RJ45口16个，ST光纤口12个，与外围端口的联接全部用冗余超五 类线和多模光纤联接，具体分配如下PLC到分支交换机采用双绞线；分支交换机到 主交换机采用光纤；服务器，操作员站(工程师站)到主交换机采用双绞线；BOP系 统再通过交换机接入全厂MIS系统。
所述的辅助车间子系统具体包括有化水及水务管理系统2、输煤程控系统3、 #1#2 机组凝结水精处理系统41、 #3斜机组凝结水精处理系统42、 #1#2飞灰控制系统51、 #3# 4飞灰控制系统52、灰库区渣水控制系统6、制氢站控制系统7、循环水加药控制系统8 和其他控制系统9。辅助车间子系统还包括有各自的子交换机21、 31、 411、 421、 511、 521、 61、 71、 81、 91，以及各自配置的可编程控制器系统211、 212、 32、 412、 422、 512、 522、 611、 622、 72、 82、 92，所述的子交换机和对应的可编程控制器系统 通过双绞线相连，所述的子交换机分别与所述的光纤主交换机通过光纤相连。如此一 来，上述的四机一控室l通过所述的各个子交换机就能够够实现对各辅助车间子系统的 集中控制和管理，并且将整个电厂联成为一体控制的网络结构。
每个操作站都配有冗余的10M/100MEtherNet网卡，通过交换机分别与冗余的 EtherNet通讯总线相连，因此每个CRT操作站都是冗余通讯总线上的一个站。BOP网操 作员站和各系统监控站采取互锁措施，确保只能接受一处操作员站发出的操作指令。 操作员站运行监视具有数据采集、液晶显示器画面显示、参数处理、越限报警、制表 打印以及各系统PLC参数设置、设备监控、控制逻辑的修改、系统的调试等功能。
整个BOP系统均采用AB公司的control logix 1756系列产品，PLC控制系统采用双机 热备模式，底层网络通过controlnet网通讯模块的冗余功能实现网络通信热备，下位机 之间数据通讯交换速度最快为5Mbps，上位机与主站之间采用以太网通讯模块双备用 连接，通讯速度能达到100Mbps。热备冗余模块之间采用光纤通讯，且每个机柜内不 同类型的I/0模块都留有备用点，每个柜内的模块槽架都有模块的扩展接口。
权利要求1、一种四机一控式电厂辅助车间控制系统，包括有辅助车间子系统、发电机组、与所述的辅助车间子系统分别网络相连且控制所述辅助车间子系统的辅助集中监控点以及监控所述发电机组的集中控制室，其特征在于所述的发电机组有#1、#2、#3和#4共四台机组，所述的集中控制室为同时监控所述的#1、#2、#3和#4机组的四机一控室，并且，各辅助车间子系统的辅助集中控制点设置在所述的四机一控室中。
2、 根据权利要求l所述的四机一控式电厂辅助车间控制系统，其特征在于所述 的四机一控室包括服务器、工程师站、操作员站以及大屏操作员站，并分别连接到光 纤主交换机成为一系统整体，所述的光纤主交换机又与厂级监控信息系统相连接。
3、 根据权利要求l所述的四机一控式电厂辅助车间控制系统，其特征在于所述 的辅助车间子系统包括有化水及水务管理系统、输煤程控系统、#1#2机组凝结水精处 理系统、#3#4机组凝结水精处理系统、#1#2飞灰控制系统、#3斜飞灰控制系统、灰库 区渣水控制系统、制氢站控制系统、循环水加药控制系统和其他控制系统。
4、 根据权利要求3所述的四机一控式电厂辅助车间控制系统，其特征在于所述 的辅助车间子系统还包括有各自的子交换机和各自的可编程控制器系统，所述的子交 换机和对应的可编程控制器系统通过双绞线相连，所述的子交换机分别与所述的光纤 主交换机通过光纤相连。
专利摘要一种四机一控式电厂辅助车间控制系统，包括有辅助车间子系统、发电机组、与所述的辅助车间子系统分别网络相连且控制所述辅助车间子系统的辅助集中监控点以及监控所述发电机组的集中控制室，其特征在于所述的发电机组有#1、#2、#3和#4共四台机组，所述的集中控制室为同时监控所述的#1、#2、#3和#4机组的四机一控室，并且，各辅助车间子系统的辅助集中控制点设置在所述的四机一控室中。本实用新型采用四机一控的集中控制室，实现一个集中控制室对全厂的监控和管理，提升了全厂运行管理水平；而且，由于减少了全厂的控制点和运行人员，节约运行管理费用。
文档编号G05B19/418GK201075179SQ200720114848
公开日2008年6月18日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者吴伟军, 吴永存, 孙文波, 骏 张, 张卫灵, 朱国荣, 朱江涛, 沈又幸, 洪来根, 蔡建荣, 华 赵, 陈杭君 申请人:浙江国华浙能发电有限公司