項目背景 　　 石家莊熱電廠東廠區有四臺傳統火力發電機組（#12-#15機組）,是 　　 NG-220/110-M2 型高溫高壓煤粉爐和B25-8.82/0.98 型汽輪機,已運行十年, 　　 采用傳統熱控技術，原有的一個小型數據庫采集系統，總容量54點，只能提供 　　 部分重要參數和簡單畫面，且不易修改，已經遠不能適應現代電力競爭的需要， 　　 急需改造。 　　 當前電力改革不斷深化，競價上網成為必然，要求對實時動態成本和機組運行 　　 狀況有切實的把握。廠領導審時度勢，決定上數據采集系統，準確把握生產過 　　 程信息。 　　 設計原則 　　 1、指導思想 　　 （1）充分發揮現場設備的作用，盡量不增添更多的設備，力求性價比最高。 　　 （2）新系統要保證一定的先進性。 　　 （3）新系統要功能完善、穩定可靠。 采用軟件: 　　 InTouch 7.1 　　 InSQL Server 7.1 　　 FactoryFocus 7.1 　　 ActiveFactory 　　 SuiteVoyager 3.0 　　 優點： 　　 風險分散 　　 穩定可靠 　　 良好的擴展性 　　 性價比最高 　　 數據共享 　　 　　 　　 2、設計原則 　　 基于上述指導思想，確定設計原則如下：（1）風險分散：一個操作員出現問題不影響本機自動、保護裝置的運行； 　　 一個操作員站的一個采集子網出現故障不影響其他子網的運行；一個網絡 　　 節點出現故障不使整網癱瘓；設置與外界的物理隔斷，避免病毒或惡意破壞。 　　 （2）穩定可靠：保證設備長期穩定工作，取代部分常規儀表。（3）良好的擴展性：網絡應易于增加節點，易于連接新型采集裝置，易于與 　　 其他系統進行數據交換。 　　 （4）完備的系統功能 　　 新系統應具備如下功能： 　　 A 、能連續監視機組各種運行參數及設備的運行狀態，并對各參數進行 　　 必要的處理。有CRT屏幕顯示，能夠顯示各種參數，表格，曲線，棒狀圖，趨勢 　　 圖和模擬圖等畫面。 B 、能夠提供定時打印、召喚打印和報警打印。 C 、能夠調用有關歷史數據供事故分析和經濟運行應用。 D 、能提供完整的報警信息，對任何報警能給出具有報警點詳細說明的 CRT 顯示。能實現網上數據共享，能夠與其他熱工參數采集系統相連接。 系統構成 經認真考察和慎重論證，我們選定了 Wonderware 公司的 FactorySuite 系列套件。 Wonderware 公司是一家美國公司，它開發出了基于 Microsoft Windows 平臺、應用于工業及過程自動化領域的套裝軟件 FactorySuite ，其構成類似于 Microsoft Office ，是一個多功能軟件包，易學 易用。 系統硬件在充分發揮現場 PLC 和 SRE 巡測儀作用的基礎上增加 ADAM 模塊，實現不同類型的數據接入。 因此，石家莊熱電廠熱工參數采集系統（以下簡稱數采系統）采用了 FactorySuite 的部分組件，它們是： InTouch7.1 、 Factory Focus7.1 、 InSQL7.1 、 SuiteVoyager 2.0 和 ActiveFactory 。這些組件與系統硬件協調構成了數采系統。 四臺機組連同其輔助系統（燃料輸送、化學水處理和除氧給水系統）各設立操作員站，并由設立在汽機班長室的工程師站進行統一管理，由此構成了本數采系統以太網的結構方式，其結構示意圖見所附“網絡結構圖”。 圖中各操作員站完成了數據的采集和傳輸，工程師站完成對系統的管理和信息發布，歷史站完成了數據的存儲和對外數據交換，由此實現了一系列設計構想，達到了工程目的。 系統工作原理 按照設計原則，系統以設立在汽機班長室的工程師站為中心，通過 HUB 將 #12 — 15 機爐以及燃料輸送和化學水處理等十個操作員站連接成一個以太網 , 并通過工程師站向廠 MIS 發布相關畫面和數據；歷史站接受十個操作員站的數據，完成存儲并向廠綜合數據庫轉發數據。操作員站和工程師站以 InTouch7.1 為工作平臺，在此基礎上開發應用軟件，實現系統設計功能。歷史站安裝 5000 點數據庫。 InSQL Server 是工廠實時關系型數據庫，具有速度快捷、查詢方便和組態簡單的特點； SuiteVoyager 可將選定的內容進行發布，客戶端不用安裝任何軟件，利用 WINDOWS 的 IE 瀏覽器就可方便的查詢有關數據。操作員站通過運行 ADAM 、 OMRONHL 和 SRE （自行開發）三種 I/O Server 將現場各種熱工數據采集上來。該結構方式各個系統相對獨立運行，實現了風險分散的目的。 1 、操作員站 一個操作員站就是一個獨立的實時數據網，利用串口擴展技術，又方便地連接了若干個小數據網絡（子網）。典型的結構見所附“操作員站結構圖”。圖中的 OMRON 公司的 PLC 和研華公司的 ADAM 模塊都有完備的通訊功能，上海電力學院的 SRE 巡測儀也具備串口通訊功能，我們經過研發，開發出了它的通訊程序，這樣就解決了子網通訊問題。具體說明如下： 操作系統 :Windows NT 4.0 工作環境： FactoryFocus 7.1 應用程序：在 FactoryFcous 7.1 基礎上自行開發 I/O Server ： Omron Hl ADAM SRE 計算機 : 康泰克工控機（ CPU800MHZ 、 40G ） 通訊方式： C104P 型串口擴展卡 2 塊，自制屏蔽通訊電纜若干條，網卡及網線。 采集裝置： PLC 、 SRE 巡測儀、 ADAM 系列模塊 OMRON 公司的 PLC 系列產品已在我廠東廠區機爐的本體保護、滅火保護和安全門保護中使用。 PLC 是一套獨立的控制系統，本身具備數據的采集和處理能力，因此，只要增插一塊 HostLink 卡就可與操作員站連接，并通過設置 OMRON HL 通訊軟件實現與 PLC 的數據交換。這種方法可低成本地接入大量的開關量數據。 研華公司的 ADAM 系列模塊已經在我廠化學和燃料的熱工參數采集系統中得到了很好的應用，具有使用簡單、組網方便的特點。本工程選用研華系列模塊，用于采集標準模擬量信號（ 0-10mA 或 4-20mA ）。利用 ADAM 軟件對 4017 和 4520 通訊模塊進行配置，可簡便的構成一個子網。另外，選用該型設備可以方便的實現設備互換，為今后的維修服務和備品備件的來源提供了方便。 SRE 型巡測儀：我廠東廠區機爐的大部分溫度信號是用上海電力學院的 SRE 系列產品來指示的，它具備完整串口通訊功能。我們已經用 VB 語言成功的開發了與 InTouch 的通訊程序，接入大量的溫度數據，現場運行良好。 2 、工程師站 工程師站是網絡的中心環節，操作系統室 Windows2000 Server 版，工作軟件是 InTouch 7.1 （ 3000 點）和 SuiteVoyager 2.0 。在這里對其他操作員站實施管理 實現網絡同步。綜合有關數據，編制畫面，完成數據格式轉換，向 MIS 用戶發布信息并進行訪問管理。這里也是實時數據系統的對外物理隔斷，外界信息不能進入下一層數據網，有效的保證了系統安全。 3 、歷史站 從 HUB 接出，完成實時數據的存儲、檢索和對廠綜合數據庫的數據交換。操作系統為 Windows NT 4.0 ，工作軟件是 InSQL Server 5000 點和 ActiveFactory 2.0 。 InSQL Server 是實時關系型工廠數據庫，采用了高壓縮比的數據格式和 SuiteLink 的快速通訊方式，使得占用硬盤空間小通訊檢索速度快 .ActiveFactory 2.0 提供了方便、準確、多方式的查詢手段，完全滿足了事故分析、經濟分析和性能計算的需要。 系統性能指標 工程竣工后，經現場測試，達到了如下的性能指標： 系統可用率—— 99.9 ％ 系統精度：滿足± 0.1% 的精度要求 顯示正確性：實際最大誤差是 -0.045% ，滿足要求。 一致性：比較與二次儀表指示值的一致性為 100 ％。，滿足要求。 抗干擾能力：滿足共模電壓 250V 、共模抑制比 120dB 、差模電壓 60V 、差模抑制比 120dB 的設計要求。 系統實時性和響應速度： 系統裕量： 采集板 CPU 負荷率不大于 40% ，實際值是 20% ，合格。 操是作員站 CPU 負荷率不大于 40% ，實際最大值是 30% ，合格。 I/O 點裕量：不小于 15% ，實際值是 20% ，合格。 電源負荷不大于 30% —— 40% ，實際值是 20% ，合格。 數據正確率： 設計要求，當信號源正常時，數據正確率應不低于 98% 。實際值為 99.5 ％，達到了設計要求。 工程概況 工程量： 2001 年 1 月成立 5 人工程小組，并于當月 9 日開始施工， 2002 年 4 月 15 竣工驗收，歷時 3 個月。其中 2001.1.9 — 2.001.2.20 進行軟件開發， 2001..3.21 — 2001.4.14 進行現場施工。 硬件的設計安裝 （ 僅對＃ 12 —＃ 15 機爐 8 個操作員站的統計 ）: （ 1 ）設計、制作并安裝計算機工作臺 8 個。 （ 2 ）設計、制作、并安裝數據采集柜 2 面。 （ 3 ）設計、制作、并安裝數據采集板 8 塊。 （ 4 ）安裝 ADAM 模塊 56 塊，配線 380 對。 （ 5 ）敷設網絡通訊電纜 800 米。敷設控制電纜 1000 米。 （ 6 ）制作、敷設采集通訊線 40 根。 （ 7 ）配置、安裝數采計算機 10 臺（軟件安裝、串口擴展和網卡安裝等），安裝 HUB1 臺。 （ 8 ）改造 PLC5 臺， SRE 巡測儀 7 臺。 （ 9 ）連接采集裝置 3 類（ PLC 、 SRE 、 ADAM ） 20 個。 （ 10 ）系統容量：1500 點 軟件開發： （ 1 ）開發 SRE 巡測儀通訊程序一套。 （ 2 ）利用 InTouch 7.1 開發出了由１００余副畫面組成的操作員站應用軟件。 （ 3 ） 開發發布信息程序一套（ 20 畫面）。 結束語 眾所周知，當前流行的 DCS 系統具備完備的數據采集功能，但對于采用傳統熱控技術的中小型火力發電機組，要進行 DCS 改造，所需費用是巨大的，工期是比較長的。如何在不具備 DCS 改造條件或不打算改造的情況下解決生產過程信息化的問題，本文提出一個解決方案 ， 以適應當前電力改革對生產過程信息的迫切要求。