大化水电厂计算机监控系统改进完善

1、大化水电厂计算机监控系统的改进与完善黄国明俸梅杨国献<广西大化水力发电总厂广西大化530800）1刖言大化电厂设备控制系统改造前的采用的是晶体管逻辑选线控制系统和机组现地 的可编程控制器系统，信号滞后模糊、设备老化故障率高、系统繁琐复杂，已远远不 能满足大化电厂“无人值班 < 少人值守）”、创一流企业的需要。98年 12月，桂冠公司 主持招标并确定了由南瑞集团公司负责大化电厂计算机监控系统升级改造项目，经过 一年多的安装调试和试运行，于2001年8月通过验收。竣工后，如何使监控系统更好地 服务大化电厂生产管理和发电运行的具体需要，给我厂留下了很多实质和富有挑战性 的问题，也给监控维

2、护人员创造了锻炼和提高的机会。2监控系统介绍大化电厂监控系统如下图所示：广西大化水力发电厂集控中心监控系貓构图2. 1硬件2.盟仁1上位机主要设备包括四台美国DE（公司64位Alpha型计算机:其中两台作为厂级计算机主-j-一坤聊 Emi Emr表打印级功能应用并互为KM员0 FUM四台ICS工控机中两台作为通讯服务器台为项目帀工作站台为培训丁作站。另lUB台通信网关钟同步:。轲2.几和一台历史数据站闸门IM1RU lkYA UKSJ-500现地匚单元rsai son E>U aILCU单元采用GPS!星同步时钟系统，用于监控系统的时,，四个机组般忠CU单元,PLCCU单元型微机监控装置

3、;沁 IHLDLCU单元,个公用P1X944首Sdicoi 蒯HJCHIIkVA UPS umODiCOn iLCUCPu采啊液LCU单元的当地人机晶显示一体化工控机，用于实现数据库的分层布置，同时也作为接口。一旦LCU单元与上位机系统的通讯中断，LCU单元可以独立运行，操作人员仍可 在当地LCU实现对被监控对象的全部操作。每台机组LCU单元设置一台UPS不间断电源，由本机旁动力盘母线进线开关前的 400VI、U段提供交流电源。22软件大化电厂上位机、LCI单元采用的是基于UNIX的SSJ-3000: NARI ACCess历史站采用基于 WINDOWS 的SQLServer 7.0 和 VC

4、+23功能系统主要功能如下:. 数据采集与处理. 运行监视和事件报警. 生产过程中的控制操作. 数据记录自动存档. 趋势分析. 闸门控制. 安全闭锁. 历史数据查询. 自动电压控制 （AVC>. 自动发电控制 <AGC）. 统计记录和自动制表打印. 人机接口: 根据登录权限进行人机对话. 通讯 : 与监控系统内外设备联网. 实时在线自诊断和冗余切换管理. 事故追忆和召唤打印. 有功和无功的实时控制和调节. 事故处理指导. 系统时钟同步3 监控系统的完善 我厂监控系统从全部投运至今已有两年整，经过不断修正完善，已基本进入了稳 定运行状态。现将我厂在逐渐完善过程中所做的一些重要的改进完

5、善工作进行总结汇 报，希望能对大家有所帮助。31 系统硬件的完善完成了监控与 MIS系统的通讯，监控系统中的一些数据应用到 MIS系统，使监控 功能得到开发、延伸和完善。另外与中调的通讯也得到了改善，原与中调的18 0 1 通讯现改为计算机通讯。32 上位机的完善321 数据库的完善监控系统刚投运就发出大量真假的故障信息和故障光字，其中如机组冷却水切换 过程中的冷却水瞬时中断、机组因为大量用油引起瞬时油压力过低、受干扰而导致测 温值跳变、微机调速器因为干扰而发出的瞬时测频故障、主变冷却系统油流继电器瞬 间抖动等等，这些都是设备运行过程中必然出现或极其短暂的、难以消除的特殊瞬 态，但计算机监控系

6、统无法分别瞬态和真正的故障，捕捉到此瞬态后即发出设备故障 信息，既误导我们对设备状态的正确判断，也给处理故障的上位机造成频繁死机。针 对这些实际因素，我们采取解决/完善措施：在监控NARIacc数据库中没有专用的过滤 和延时作用的功能块情况下，通过在数据库中用高级语言来编写简单程序来实现了这 种功能，对数据库中很多信号都做了过滤和延时处理。对现地单元的PLC事件上送数据的改进与完善。改进前 PLC控制过程中的重要信息都是采用事件的形式上报到上位机，上位机可用于显示和存盘，但写不入数据库 中，所以这些事件无法用于数据库中的高级功能，如：报语音、推光字、日报表，也 不能用于上位机的各种顺序控制程序

7、中。解决 /完善措施：汇总PLC程序中的各种控制 过程中的重要上报信息、数字开出量等，并以内部测点的方式送到上位机数据库，以 实现上送数据应用于高级功能。322 画面的完善 画面的正确显示除了与数据库息息相关，还与现场密切相连。每次有变动，我们都要 在画面上对链接、颜色、量程等做相应的修改，便于信息查询和操作简练，并通过颜 色正确显示设备的实时状态和参数等。另外，还根据实际需要增加新的画面，方便运 行监视。323 AGC 与 AVC 的改进完善自动发电控制AGC和自动电压控制AVC是监控系统高级应用功能，采用AGC/ AVCg制可以满足系统及用户对安全发电、自动控制、快速反应的要求，实时调整保

8、 持机组运行在最优工况。改造以前的 AGC/AVC以前曾有如功率测量故障时会引起负荷 误调节、工控机通信故障或重启会引起的负荷波动等问题。解决 /完善措施：考虑到AGCAVC控制流程是把设定的负荷下传到现地 PID模块再进行调节，所以增加功率测量故障时闭锁机组PID调节的限制条件，就可解决上述问题。3. 2. 4报警语音和ONCALL的完善原来只有较重要的事故、故障信号才用具体的语音报出，而其它的故障信号语音 都很笼统，如1#机故障等。语音报出来后无法迅速弄清故障的设备和类型，还需进一 步查看信息简报或故障光字，不利于故障的快速反应。解决/完善措施：将一般故障的报警语音尽量详细化，最后整个监控

9、系统整理并录制了2000多条语音。3. 2. 5报表的完善；以前生技部门和运行的很多报表都需要人工统计，监控系统上来后，配合运行及 生技部门报表的需要，制作了许多报表并自动存取数据，取代手工操作，防止人为出 错和保证数据的客观性。3. 3机组LCU单元的完善3. 3. 1 PLC程序的完善在实际运行中，我们发现了PLC控制程序的设计思想中很多与实际有出入的地方，如原压油泵在运行一定时限后报控制超时并退出控制，设计思想是考虑压油泵的 电机运行太久会过热，但后来发现这样设定不尽合理，在负荷反复调节用油量大时， 油泵退出控制容易导致事故低油压停机，且油泵电机过热量不大，经分析研究我们决 定改进为只发

10、控制超时信号，油泵不退出控制继续工作；同样，原“大轴密封水压力 中断”水机保护在负荷调节过快、开停机过程中蜗壳水压瞬时过低时发出事故信号， 闭锁负荷调节和操作控制，极易生产违约电量，也给设备运行增加维护量，针对这一 情况也改进为“大轴密封水压力中断”只发故障信号提醒值守人员进行检查，取消发 事故信号及启动相关流程。另外还有很多如顶盖水泵的控制流程、开机满足条件、自 动补气流程、开停机流程等控制程序，我们经过现场反复模拟实验，逐渐完善后适用 于生产实际。3. 3. 2对现地单元电源系统进行了改造改造前后的电源接线图如下面两个图所示。改造前：原接线不足有甲交交流电源主小在输入电源停电后只能继况回路

11、切P续工作换继电器不可靠、备用容量考虑不足；UP220V输出交流电源;原UPS的状态信息无法接入监控来进行监视。解决完善措施：更换切换继为可靠的中小型交流接触器；更换新型交流电源UPS可以UF、用大容量的厂 220V直流S逆变的备用电源，有更高的可靠性，并可将 UPS内部状态上送便于监视；同 图装置故障时也有后备电源图从配置上提高了电源系统的整外部电源结构，使UPSI电池容量，电的情L器为更 电源作为 习时更改 ?体可靠性。3. 3. 3对保护停机等重要信号回路进行改进与完善；原监控系统中曾出现过如收到假的电气事故信号、有时又捕捉不到电气事故信号等异常现象。分析后认为原因有：我厂机组电气事故停

12、机信号为24V的SOE信号，原用电缆与其他不同电压等级的电缆在一起造成信号相互干扰；输入信号容易受大强磁 场的干扰；PLC程序中没有采用延时处理，而 PLC检测到电气事故停机信号就马上进 入事故停机流程。解决/完善措施：将不同电压等级的信号控制电缆重新拉且分开布 线；在信号进入PLC前增加隔离继电器，滤掉瞬间干扰引起的信号；在 PLC程序中增 加20ms延时回路，增强PLC防外围信号的抗干扰能力。经过以上的处理后效果显著， 此异常现象至今再也没有出现过，而且保护也从未拒动过。3. 4闸门LCU现地单元的完善原闸门单元模块存在误开出现象，与上位机通讯中断时监视不了闸门动作情况， 经常出现闸门测量

13、故障。解决/完善措施：将原来所在的双节点开出分开安排到不同模 块上，防止单个模块误开出时的操作；在PLC程序中增加与上位机通讯故障时自动退出现有的所有操作；在上位机中增加可急停的程序和操作，以防止控制过程中出现意 外时及时退出控制；在程序中增加对两个闸门位置测量不一致的判断，当不一致时将 自动退出远控操作；3. 5开关站LCU同期回路的完善开关站合闸环节中有很多闭锁条件，正常情况下都能应该满足。但在如事故状 态、设备异常、部分设备检修、二次节点信号检测故障等情况下，顺控程序执行中就 可能通不过设定的闭锁条件 包括同期装置的同期条件），适应不了事故情况下紧急或 快速合闸的需要。解决/完善措施：在

14、原来自动同期合闸回路的基础上增加手动同期和 强行合闸回路，其中手动同期回路由同步表观察和同步检查继电器闭锁把关；强行合 闸回路增加强行合闸压板，需强合闸时才投上。这样开关站开关的正常合闸是经过自 动同期回路，自动同期合闸不了时，再应用手动同期或强行合闸回路。36 各现地 PLC 与上位机的配合和统一 因为我厂是一边运行生产一边进行控制系统改造，工作连续性难以保证，出现原 现地 PLC 与上位机有很多对同一事件的判断条件不一致或不匹配之处，如各台机的开 机条件如冷却水中断、有交流电源、无机械事故等具体条件不尽相同；重要的 PLC 开 出没有在上位机上显示出来，运行人员无法了解具体的操作情况；PL

15、C程序进程中的重要故障信息没有在上位机上详细显示出来，这给维护带来了不少麻烦；停机条件中的 有功无功满足条件不匹配，原来上位机和 PLC均为：“ P<5MW,|Q|<5Mva”，在实际操 作中，当上位机检测到满足情况时发令给 PLC停机时，因为负荷的波动，PLC就有可能 满足不了停机条件而停不了机；一些设备状态的定义不尽相同，如发电机的检修态、 停机态、空转态、空载态和发电态等。解决 / 完善措施： 1、完善“开出返读”，即将 PLC 中的所有数字开出量作为虚拟的数字开入量上送到上位机中；2、应用“开出返读”，即将“开出返读”中的重要的有用信息应用于上位机的信息简报、语音、故障 光

16、字、顺控流程和报表中；3、将重要的PLC信息上送，并很好的应用，即将重要的 PLC信息应用于上位机的信息简报、语音、故障光字、顺控流程和报表中；4、停机条件中的有功无功满足条件采用“上小下大”接受方式，即上位机保持：“P<5MW，|Q|<5Mvar ”小判据条件；而 PLC则采用“ P<8M，|Q|<8Mvar ”大判据条件；5、重新 统一 PLC和上位机中有关设备状态的定义。4 改进建议41 改进建议 1、系统结构存在薄弱和易出故障环节单工控机设置无冗余配置，运算繁忙 而信息量又非常大时工控机容易造成死机和通信故障，所以建议增加冗余工控机或相 邻工控机互为冗余； 2、软件人性化方面跟不上当时的先进水平 <如面向对象等技术的 应用方面）以及系统在数据库、画面、报表、顺控的编写和组态方面比较复杂，在维 护方面较为麻烦，建议系统软件及应用软件及时升级； 3、历史数据库历史趋势的记忆 上存在缺陷，经常记录不全，计算机重新启动后数据全部刷新从头开始，建议认真研 究解决历史数据库的存档问题；4、与MIS网的通讯没有充分利用，建议在 MIS网上完善更多的监控信息，全厂员工可以更方便的查阅监控系统的相关信息；5、系统在统计上的功能较少，建议厂家多增加一些统计功能，方便用户查询。5 结束语在厂家完成监控系统的调试安装