PCC 技術(shù)在發(fā)電廠監(jiān)控中的應(yīng)用

　　2.4 系統(tǒng)控制層

　　PROFIBUS 網(wǎng)上的各采集控制單元組成智能分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的控制層?？刂茖影凑諜C(jī)組或線路等監(jiān)控對(duì)象的不同分別組屏， 可以使各單元組合置于過(guò)程對(duì)象附近， 減少電纜投資。各監(jiān)控單元分別完成相應(yīng)監(jiān)控對(duì)象的模擬量、數(shù)字量采集以及數(shù)字量的輸出控制。模擬量采集采用交流采樣。

　　系統(tǒng)具有可擴(kuò)充的模塊化結(jié)構(gòu)， 電源、CPU、網(wǎng)絡(luò)板、I/ O 板、模擬量輸入板、通訊板等都是獨(dú)立的模板以總線方式連接在底板上， 它取代了標(biāo)準(zhǔn)的框架裝配的局限性， 可在標(biāo)準(zhǔn)的DIN 軌道上任意拆裝、組合。

　　每個(gè)單元都有一電源模塊。系統(tǒng)電源是系統(tǒng)可靠性與完整性的第一保證， PCC 的輸入電壓有AC、DC兩種， 可實(shí)現(xiàn)交/ 直流切換。

　　系統(tǒng)配有當(dāng)?shù)卣{(diào)試通信口， 便于對(duì)不同的數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備進(jìn)行跟蹤與調(diào)試， 方便了參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行監(jiān)視的維護(hù)。帶電插拔采集板件使得現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)變得簡(jiǎn)單方便。

　　在軟件支撐環(huán)境方面， PCC 采用高級(jí)語(yǔ)言編程， 為用戶提供透明的服務(wù)接口， 同時(shí)， 也支持直流采樣， 使得功能實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)增容都十分方便靈活。

　　操作系統(tǒng)為實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)， 在操作系統(tǒng)中一個(gè)任務(wù)的循環(huán)周期可根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)確定。操作系統(tǒng)主要分三層：

　?。?） PCC 軟件包。包括： 系統(tǒng)管理、系統(tǒng)任務(wù)、功能庫(kù)、一般任務(wù)、高速任務(wù)級(jí)、通訊軟件。

　　（3） 應(yīng)用程序。包括：循環(huán)任務(wù)、非循環(huán)任務(wù)。操作系統(tǒng)為保證系統(tǒng)的高可靠性提供了監(jiān)視和安全的功能， 包括： 模塊檢測(cè)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)、棧溢出檢測(cè)、I/ O 數(shù)據(jù)傳輸檢測(cè)、循環(huán)周期檢測(cè)、硬件看門(mén)狗等。

　　由于PCC 的CPU 采用68000 + RISC 的32 位微處理器， 具有極強(qiáng)的運(yùn)算處理能力， 可使大量運(yùn)算、控制功能、保護(hù)功能分散在各智能單元， 大大提高了站內(nèi)通信網(wǎng)的利用率， 使整個(gè)系統(tǒng)效率達(dá)到最高。另外， 系統(tǒng)軟硬件方面良好的自診斷功能，可把故障范圍減至最小。

　　2.5 現(xiàn)場(chǎng)層

　　智能分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的外圍層為現(xiàn)場(chǎng)層， 包括采集層使用的傳感器、二次控制回路等。

　　現(xiàn)場(chǎng)層根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快（ ≥500kbps） ， 軟硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)， 可以用CANBUS

　?。ɑ騌S485） 來(lái)連接廠內(nèi)的其他自動(dòng)化裝置如保護(hù)單元、故障錄波、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等的主干網(wǎng)， 并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接到采集層， 與上一層進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)通訊。

　　2.6 網(wǎng)絡(luò)通信

　　采用的PROFIBUS（ Process Field Bus） 網(wǎng)絡(luò)是一種高速數(shù)據(jù)鏈路， 是具有標(biāo)準(zhǔn)通訊能力的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線， 用于PCC 與PCC 之間， 或與其它接到本網(wǎng)絡(luò)上的智能設(shè)備（如顯示單元、上位機(jī)等） 間傳送數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)。PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)作為傳輸速度最快的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線（500 kbit/ s～10 Mbit/ s） ， 物理連接方式簡(jiǎn)單， 既可以用雙芯屏蔽通訊電纜， 也可以用光纖等；多主多從的“Peer To Peer”方式， 采用Token Ring 結(jié)構(gòu)， 網(wǎng)上最多可連入多達(dá)128 個(gè)結(jié)點(diǎn)， 最大傳輸距離達(dá)4800 m； 與第三方系統(tǒng)通訊方便， 兼容性能；可任意的增加和刪除網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，而對(duì)其他結(jié)點(diǎn)和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有影響， 可靠性高。PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議符合德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245。

　　系統(tǒng)的CPU 模塊、專用的網(wǎng)絡(luò)模塊和通訊模塊（ 本系統(tǒng)未使用） 提供了多種標(biāo)準(zhǔn)通信接口（ TTY， RS422 ， RS232 ， RS485 等） ， 使得CPU 的局部I/ O 總線擴(kuò)展、遠(yuǎn)程擴(kuò)展I/ O（通過(guò)RS485 電纜）以及CPU 間的現(xiàn)場(chǎng)總線組網(wǎng)非常靈活， 從而方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)縱向或橫向集成。

3. 系統(tǒng)改造后效果

　　應(yīng)用PCC 實(shí)現(xiàn)的電廠機(jī)組設(shè)備改造， 充分發(fā)揮了可編程編輯控制器（ PLC） 的標(biāo)準(zhǔn)控制功能和工業(yè)計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的集成優(yōu)勢(shì)， 不僅方便地實(shí)現(xiàn)了各機(jī)組、廠變、出線及同期控制單元的開(kāi)關(guān)量和模擬量的采集， 而且其雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的管理層、具有大型機(jī)分析運(yùn)算能力的PCC 模塊組成的控制層均為實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)有功調(diào)節(jié)、同期控制、強(qiáng)行勵(lì)磁、備自投等回路的自動(dòng)控制提供了可靠的保證， 從而使該電廠的自動(dòng)化管理水平登上一個(gè)新的臺(tái)階， 為建立全廠信息監(jiān)控和管理系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)， 為電廠節(jié)能增效、提高供電質(zhì)量開(kāi)辟了更廣闊的空間。

4. 結(jié)束語(yǔ)

　　總之， 開(kāi)放式系統(tǒng)平臺(tái)是當(dāng)今電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的方向?，F(xiàn)代的PCC 與微機(jī)的發(fā)展相互滲透， 它已是一種可提供諸多功能、成熟的用戶應(yīng)用控制系統(tǒng)， 而不是一種簡(jiǎn)單的邏輯控制器， 它已被開(kāi)發(fā)出更多的接口與其它控制設(shè)備進(jìn)行通信， 生成報(bào)告， 多任務(wù)調(diào)度， 可診斷自身故障及機(jī)器故障?；诂F(xiàn)場(chǎng)總線的智能分布式的新型控制思想， 基于標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)放性和兼容性， 通用性和高度專業(yè)化的融合， 這些優(yōu)勢(shì)使PCC 可以實(shí)現(xiàn)電廠的各種運(yùn)行、分析與控制功能， 能夠滿足當(dāng)今的電廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理自動(dòng)化的需要， 而且具有很高的性能價(jià)格比。PCC 應(yīng)用為電廠全面提高管理水平和經(jīng)濟(jì)效益提供了廣闊的前景， 是一種值得推廣的可行性方案。