電廠計算機監控網絡通信論文

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一、計算機監控系統的概述

（一）計算機系統的監控對象

抽水蓄能電廠使用計算機監控的主要對象是廠房、地面開關站、上下水庫、施工變電所等。主要監控設備有水泵水輪機、主變壓器及其輔助設備、一套變頻啟動裝置，此外，還有進水閥設備和所有的輔助設備，柴油發電機等機電設備。除了主要設備以外還有公用設備，主要是上水庫和下水庫的進水口閘門，還有水文測量系統和水位測量系統，壓縮空氣系統和供排水系統等。

（二）計算機監控系統的設計原則

抽水蓄能電廠的主要作用是為電網的調峰和調頻提供保障。在設置控制系統的過程中首先應該考慮到電網的相關問題，其次應該對系統的性能價格比進行考慮，在設計過程中既要追求技術的先進性，又要遵循一定的設計原則。監控系統在進行方案設計時應該考慮四個原則，第一個原則是按照國際的先進水平進行設計，其設計的前提是滿足可靠性和實用性的要求。其運行值班方式是無人值班或是少人值班的方式。為了保障監控的統一性，應該設置全場計算機監控系統，避免使用傳統獨立的常規集中監控系統。由于考慮到電廠的安全性和可靠性，還需要在設計的過程中外加簡單的停機安全閉鎖的功能，確保在緊急情況下系統的安全運行。對電廠的其他重要設備進行緊急處理時要使其滿足可靠性的要求。第二個原則是采用分布式系統結構的形式，確保系統中一個設備發生故障時其他的設備仍然能夠正常運行。第三個原則是保持系統的可靠性，采用環網配置的裝置設置其監控網絡。在運行的過程中，要使系統本身故障影響力適當減少，不能讓系統本身的故障影響到環網的運行。第四個遵循的原則是實現計算機監控系統與多各系統的通信，主要的系統有電站系統、網調監控子系統、全場通風空調系統和電廠用電系統等。

（三）計算機監控系統的整體結構

抽水蓄能電廠的計算機監控采用的是開放式和分層分布兩種結構的系統，外加全分布的數據庫。在各個計算機中都有分布全場數據庫和歷史數據庫，在LCU中還有各單元的數據庫分布。在系統的各個環節點上還有系統功能的分布，任何一個節點都可以通過系統網絡和其他節點通信。監控系統主要由三部分組成，首先是集控中心，其次是電站主控級，最后是現地控制單元。前兩個部分在通訊時主要采用的是以太網，后兩者之間采用的是以太環網的形式進行通訊，以太環網還可以協助三者進行數據的交換，采用這樣的互聯控制方式主要作用是實現三者之間的緊密聯系，當主控級退出之后，仍然能夠實現機組抽水啟動。

二、電廠監控系統的網絡通訊原理分析

（一）計算機監控系統中的H1網絡通訊原理

H1網絡是一種規范型的總線型系統，其在系統的開發過程中主要涉及到網絡開發中的三個層次，分別是數據鏈據層、傳輸層和物理層。傳輸接口是研究部門自己開發的，符合規定形式的傳輸協議。H1網絡系統具有兩個主要的站點，其站點包含的位置是S5和S7系列PLC和計算機中。S5PLC是H1網上的一個單獨的站點，主要通過通信協議處理器模塊和其他站點進行通訊的。通信協議處理器模塊（CP1430）對數據進行交換時主要采用的是RAM和PLC的控制程序。當控制器的通信有一定的需要時，處理器就會將不同程序的數據打包使其成為多個協議數據單元，然后使用局域網將數據單元發送給通信伙伴。對于遠程通訊站點發送的相關信息也可以通過局域網使用CP1430進行接收，將接受的數據進行解碼就能保證數據被不同站點接受。通過組態軟件對CP1430進行配置一定程度上能夠保障控制器接入到以太網。在電廠工作中，要實現工業以太網和計算機站點的通信，就需要配置一定的通訊處理設備，在通訊設備上面安裝合適的通訊軟件。計算機站點可以使用Hardnet和Softnet兩種形式的通訊處理設備。其中Hardnet自身帶有微處理器，可以有效減少計算機CPU上面的荷載，但是Softnet沒有自身的微處理器。H1的網絡通訊系統是一種點對點的通訊系統，對數據進行傳輸時需要將通訊者的參數進行匹配之后才能進行傳輸。在進行組態時，還需要設置接口好的作業號，通過這兩者可以指明CP卡的通訊作業，然后通過CP卡的通訊作業進行數據傳輸。從而使得通訊作業的等級有所提高。

（二）計算機監控系統中的通訊程序

分析在計算機系統的監控體系下，可以將通訊系統分為三部分，首先是通訊報文的準備發送階段，接受通訊報文階段，網絡通訊階段。通訊報文的準備發送階段的功能塊主要有七個，分別是PB211、PB212、PB213、PB214、PB215、PB218、PB219。通過這七種功能塊可以將數據格式進行轉換，將轉換過來的格式存儲到相關模塊當中。其次是通訊報文程序的接收階段，在這一階段中，主要是將接收到的通訊報文進行解壓打包，然后再將其存放在一定的模塊當中。最后一個部分是實現接收和發送的綜合性能。為了確保通訊系統整體優勢的發揮，可以通過網絡對通訊系統進行組態，將各個數據點的存放位置進行有效的配置，對于各個系統的上級協議采取自定義的形式進行編制。使用下位機通訊程序將原有的相關功能進行代替，從而組成新型的應用協議。

三、結束語

文章簡要介紹了抽水蓄能電廠上位機的升級中存在的一些問題，對H1網絡的接入情況進行了分析，從網絡的通訊原理和通訊數據的研究中得到網絡技術的改造思路，為網絡系統的升級打下了堅實的基礎。

作者：董天波單位：廣州蓄能水電廠