PCC 技術(shù)在發(fā)電廠監(jiān)控中的應用

0. 引言

　　隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展， 電網(wǎng)容量和用電負荷的日益增長， 電力系統(tǒng)對自動化和可靠性的要求越來越高。電力系統(tǒng)自動化對可靠性的需求， 使人們注意到“PLC” （可編程邏輯控制器） 這種高可靠性和強抗工業(yè)干擾的技術(shù)。90 年代以來， PLC 發(fā)展迅猛且應用的局域網(wǎng)技術(shù)日趨成熟， 產(chǎn)品不斷向系列化、標準化發(fā)展， 在自動化控制領域中， 新一代的PLC改名為PCC 已逐漸躍居主導地位， 成為實現(xiàn)自動化控制的關鍵技術(shù)， 在電力系統(tǒng)也不例外。

　　PCC（ Programmable Computer Controller） 是一種可編程計算機控制器， 它是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的工業(yè)計算機， 采用“面向用戶的指令” ， 因此編程方便；它直接應用于工業(yè)環(huán)境， 具有更強的抗干擾能力、更高的可靠性、廣泛的適應能力和應用范圍；大容量的存儲能力、標準通信接口， 基于過程總線的系統(tǒng)互聯(lián)、高級語言開發(fā)和運行環(huán)境，自診斷能力， 都使得PCC 在電力系統(tǒng)的應用具備了出色的友好“平臺”。

1. PCC 系統(tǒng)CPU的特點

　　繼承了PLC 與微機技術(shù)的PCC 技術(shù)形成第一代自動化軟硬件平臺結(jié)構(gòu)， 采用32 位CISC 和RISC 的CPU， 多處理器結(jié)構(gòu)。圖1為本系統(tǒng)所用的CPU 模塊結(jié)構(gòu)。圖中除了主CPU 外， I/ O – Processor 即I/ O 處理器主要負責獨立于CPU的數(shù)據(jù)傳輸工作。DPR - Controller 即雙向口控制器主要負責網(wǎng)絡及系統(tǒng)的管理。一個模塊上的3 個處理器，既相互獨立， 又相互關聯(lián)（通過DPR） ， 從而使主CPU 的資源得到了合理使用， 同時又最大限度地提高了整個系統(tǒng)的速度。

　　圖1 CPU模塊結(jié)構(gòu)

2. PCC 在發(fā)電廠監(jiān)控中的應用

　　以某熱電廠機組設備改造為例， 介紹應用PCC 實現(xiàn)的智能分布式數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。該熱電廠有大小機組7 臺， 裝機容量194 MW， 現(xiàn)準備對主要的4～5 號機及整個電氣系統(tǒng)進行監(jiān)控系統(tǒng)改造。

　　2.1 設計原則

　　系統(tǒng)按分布式結(jié)構(gòu)設計， 采用開放系統(tǒng)、分層控制等先進的計算機設計思想， 將計算機技術(shù)、通信和網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、圖形和圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和自動控制技術(shù)有機地結(jié)合在一起， 技術(shù)成熟， 運行經(jīng)驗豐富， 能夠滿足近期的功能要求和遠期的發(fā)展需要。整個設計遵照國際90 年代IEC1000 系列標準， 滿足ISO9001 國際標準。

　?。?） 整個系統(tǒng)分為5 個采集控制站， 計有4 號機組監(jiān)控、5 號機組監(jiān)控、35 kV 出線監(jiān)控、同期控制、01/ 1～3 號機/ 6 kV 監(jiān)控。兩個操作員工作站。

　?。?） 通過計算機對勵磁調(diào)節(jié)器（ KFD） 、發(fā)電機有功進行遙調(diào)。在4、5 號機控制屏上設有手操有功調(diào)節(jié)和KFD 無功調(diào)節(jié)及與汽機聯(lián)系指揮信號。

　　（3） 不含同期點的出線， 原控制回路取消， 采用計算機控制。含有同期點的出線， 應用成熟的計算機同期裝置， 采用計算機控制。

　　（4） 事故音響， 預告信號原回路取消， 功能由計算機系統(tǒng)實現(xiàn)。

　?。?） 廠用電BZT功能由計算機實現(xiàn)， 對4、5號機強行勵磁及主變風扇啟動控制均由計算機來進行判別控制。

　　2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)配置如圖2 所示。

　　圖2 系統(tǒng)配置框圖

　　2.3 系統(tǒng)管理層

　　操作員工作站、工程師工作站和通訊服務器組成智能分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的管理層。

　　管理層通過PROFIBUS 網(wǎng)絡與5 個PCC 采集控制單元相連， 各工作站和服務器分別相當于PROFIBUS 網(wǎng)上的一個獨立的結(jié)點。

　　管理層采用多機及雙網(wǎng)絡方式運行， 各工作站及通訊服務器之間還組成一個小的局域以太網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與共享， 互為備用， 提高了系統(tǒng)的可靠性; 軟件平臺采用32 位多任務、多進程設計， 可支持Windows95/ 98/ NT操作系統(tǒng)軟件， 配有多種應用軟件接口， 并支持OEM開發(fā)， 為用戶提供了二次開發(fā)平臺； 硬件平臺可采用小型機、微型機或工作站等設備。

　　通訊服務器完成與地調(diào)、模擬盤、GPS 天文時鐘接收裝置以及電廠已有的幾臺RTU 設備的通信；還通過HUB 與該廠的MIS 網(wǎng)相連， 實時監(jiān)控系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)結(jié)合在一起， 實現(xiàn)了實時信息的管理。

　　若用戶具備與Internet 連接的條件， 管理層還可以提供PVI 瀏覽器方案， 實現(xiàn)遠方讀取數(shù)據(jù)。