计算机监控系统改造综述

1、计算机监控系统改造综述摘要介绍了漫湾电厂计算机监控系统改造的过程，并阐述了监控 系统改造所涉及的系统安全、 系统可靠性及网络配置等一些典型问题。 关键词计算机监控改造自动发电控制自动电压控制可靠性 漫湾发电厂位于云南省澜沧江中游， 装机容量5X 250MW 1993年首台 机组投产发电，1995年6月一期工程5台250MW机组全部投产。1. 漫湾电厂监控系统改造前旧况 漫湾电厂原监控系统与第一台机组同步投产，由于投运时间较早，问 题逐渐突出，集中表现在：上位机平台是基于虚拟存储的 VMS多用户、 多任务操作系统，在应用程序中，大量使用了VMS事件标志、公用数据区和邮箱等系统资源，而进程间通信全

2、靠事件标志、公用区和邮箱 来进行，一个进程的输出又作为另一进程的输入，进程间的运行关系 由事件标志来协调。正常运行时，诸如数据采集处理、通信、控制等 众多进程处于有序运行中，当某个进程因资源等原因处于等待或休眠 状态时，将影响后续进程的运行，造成进程间数据传递障碍，使画面 数据不刷新，甚至造成系统死机；系统配置低，响应速度慢，自动发 电控制(AGC)/自动电压控制(AVC处于远方控制时，中调下发的负荷值 经过一个运算周期后才被AGC/AVC程序接受，而此时新的负荷设定值 已改变，使 AGC/AVC分配的负荷值不能快速跟踪中调下发值，导致 AGC/AVC调节滞后，开机过程中机组过振动区时间过长，

3、有功功率波 动大。由于监控系统是全天 24h 不间断运行，经过 6 年运行，硬件老 化日渐上升，故障率增高，备品备件日益匮乏，数据库扩展困难，不 易维护。2. 新系统在功能上的主要改进 少人和无人值班，减人增效制度的实施，对计算机监控系统提出了更 加严格的要求和前所未有的依赖，加之电厂现状和目前技术发展与建 厂初期已非同日而语，为适应电厂的发展，必须运用当今成熟技术， 使计算机控制完全取代常规控制， 才能确保少人值班制度的稳定实施。 从 1999 年 10 月开始系统改造，到 2000 年 4 月基本结束，用了半年多 时间成功更换了原有系统，同时更换 UPS等电源配套装置，满足了运 行要求，使

4、电厂自动化程度迈上了一个新水平。2.1 新旧系统基本性能对照 改造后新系统的基本性能与原系统对照如表 1 所示。2.2 新系统的网络结构改造后的系统网络结构如图 1 所示。图 1网络结构图3. 新系统实现的各项功能 新的监控系统继承了原系统的一些优点， 综合起来实现了以下功能： (1) 控制功能： 就地和远方自动开停机， 开关、刀闸分合， 闸门启闭操作； (2)调节功能：AGC AVC (3)监视功能：运行工况监视(模拟量、开关 量、事故量、温度量等 )，语音报警； (4)报表打印功能：生产日报、月 报、一览表的打印； (5)统计功能：开停机次数、刀闸分合次数等； (6) 事故追忆：事故前后记

5、录 (开关动作顺序和时间、电气量、非电气量的瞬时值记录等);(7)远程通信：与中调通信、与 MIS、ON-CALL告警系 统通信、远程维护等； (8)一览表功能：系统自诊断记录、操作记录、 状态变化记录、事故记录、越复限记录等；(9)数据转储：历史数据在历史数据站自动存档。4. 新系统的优点 新系统不仅在硬件和软件环境上得到根本改善，厂级主机、操作员站 均为 Alpha 工作站，性能指标远远超过原来的 VAX 小型机，给软件开 发带来了很大空间，系统功能得以改善。4.1 通信扩展功能强大 系统有足够的网络扩展能力、通信扩展能力，留有较多的串行通讯接 口，实现了与坝区10余台PLC的通信，可以进

6、行远程维护。4.2 系统的易维护性 对维护人员来讲，数据库功能的扩充及控制流程、画面的增加更改是 系统维护的主要工作，而系统提供了强大的数据库语言和作图软件， 使得这一工作变得简洁有效而易于掌握，用户可根据数据库提供的模 块很容易扩展所需的功能。4.3 网络功能得到增强与原系统比较，最大的不同是新系统的LCU以网络方式与上位机通信。LCU以100MB带宽速率与主机通信，系统响应得到了明显提高，上位 机数据刷新速度和控制响应大大加快，从而取消了通信前置机。用工 控机取代以前的LCU单板机，以画面代替了原来的 LED显示，使LCU 的监视功能得到了拓宽。同时在软件修改时表现出极大的便利，大大 减轻

7、了软件维护的工作量。通过网络，在上位机上即可对LCU的流程、 画面、软件进行修改，然后直接下传至 LCU,或者直接登录到LCU结 点，在LCU上直接进行软件的编译等工作，使 LCU可在不关电的情况 下完成软件的维护，真正实现了 LCU的在线维护。4.4 监视功能增强 运行工作站上配置了语音报警，使控制操作和故障状态信息有语音提 示和报警，对防止人员误操作、减轻运行人员劳动强度发挥了积极作 用。4.5 可靠性提高LCU的双机冗余配置，即使一台工控机退出或故障情况下， 不至于导致 LCU的失控和监视信息、数据的消失。AGC/AVC运行稳定，负荷分配速 度快，人机界面良好，投入条件一目了然。4.6

8、抗干扰性好光纤传输使电气干扰得到根本消除 （原系统曾经出现通信干扰而经常导 致前置通信机频繁退出的情况 ）。通信可靠性得到保证。4.7 与中调通讯可靠 中调通信采用专门的处理机，一方面减轻了主机的负担，另一方面解 决了异种网之间的通信问题（漫湾侧为UNIX下的TCP/IP以太网，中调 侧现仍为VMS下的DEC net网络）。同时采用双机双通道（载波、微波信 道）互相冗余的结构，使远动上行数据和下行命令的可靠传输得到保证。5. 监控系统的可靠性 要适应电厂少人值守制度的实施，监控系统可靠性是最关键的问题。5.1AGC可靠性AGC/AV（是监控系统重要功能之一，也是体现监控系统取代人工调节， 进而

9、实现少人值班的重要手段。漫湾电厂作为主调厂，担负云南电网 调频调峰任务， 它的可靠性关系到电网运行的安全及电能的质量。 AGC 在负荷分配时判断的条件较多：振动区和汽蚀区，机组状态、机组最 大和最小出力、 LCU 状态、有无故障信号 （调速器故障、电气量退点 ）、 开关及线路状态、防误设负荷措施、分段加减负荷等。这些条件得到 了充分考虑，保证AGC/AVC在各种工况下稳定运行，以满足电厂频繁 的功率调节的要求。5.2LCU可 靠性LCU 采用更可靠的技术手段来实现安全性。增加了控制继电器和 LCU 继电器。当LCU在执行控制操作时，首先置控制继电器和LCU继电器动 作。控制继电器的作用是将所有

10、开出继电器的 24V电源接通。没有24V 电源，所有开出继电器将无法动作。而 LCU继电器的作用是将ABB开 出模件24V电源接通。此外LCU继电器的动作电源又受制于面板上的 运行/调试”把手。也就是当把手在 调试”位时，LCU继电器将无法动 作，ABB开出继电器因此失去电源也将无法动作，使LCU无论在运行或维护中误开出的可能性降到最低，确保运行安全。此外增加了重漏 选判别逻辑，增强了控制的安全性。其原理是在执行控制操作前，首 先判重漏选信号，从它的逻辑电路中得知，如果漏选信号为 “0，”说明 开出继电器有闭合的情况，此时则不能继续执行控制流程，流程即被 终止，避免了流程贸然执行的危险。5.3

11、 系统可靠性主机、操作员站、远动通信、LCU均采用双机双网全冗余配置，在任一 单一结点退出情况下不影响系统运行和控制操作。LCU的温度、开入、开出采用模块化，一个模块的故障不会波及到其它部分，更换方便， 提高了故障处理的效率。厂级计算机和所有LCU均采用UNIX平台，运 行表明，UNIX操作系统的死机情况发生的几率极低，运行极其稳定。6. 计算机系统改造的成功经验 计算机系统改造是一个很复杂的系统工程，回顾整个改造过程，以下 几点是系统改造成功的关键： (1)漫湾电厂采用公开招标方式选择供货 商，保证了在技术和服务上选择最优的； (2)在签订合同的同时即提供 了系统设计所需的全套资料，使设计单位更好地组织设计，不因资料 原因而延误交货日期； (3)拟定安全方案，精心组织，精心施工，利用 检修机会安排施工， 既保证施工安全和施工质量， 又兼顾发电计划； (4) 人员直接参与设计单位共同开发调试，使维护人员熟悉系统开发全过 程，为进一步掌握系统打下基础； (5)在保护、 励磁、调速完成改造后， 最后实施监控系统改造，使系统设计一次成型，避免因别的系统改造 带来系统新的更改； (6)实施监控系统过渡方案，使得在整个改造过程 中，由新旧