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温州电厂二期DCS系统和MIS系统接口的选择 |
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[ 通信界 / 胡联望 / www.cntxj.net / 2010/12/7 21:20:56 ] |
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概述
温电二期工程为2×300 MW的新建机组，机组的分散控制系统(DCS)采用的是北京ABB－BAI－LEY的SYMPHONY系统。DCS系统是一个相对独立的控制系统，它除了和DEH(采用的是上海新华控制工程有限公司的DEH－ⅢA)有通讯接口外，其它辅助系统暂时均未和该系统存在通讯连接。
原一期1、2号机组(2×125 MW)的MIS网已经形成，将温电一期和二期的机组连接到同一个MIS网上进行统一信息管理也是近期的规划。而二期工程MIS系统的数据主要是从DCS系统中获得的，且DCS系统和MIS的通讯数据量、通讯速度等将直接影响整个厂级管理信息系统数据的完整性和实时性。所以DCS系统和MIS系统之间接口的选择是十分重要的。
1 二期工程DCS提供的两种接口方式
1.1 以太网接口
这是一种基于人机接口站所在的以太网的接口方式。该方式硬件配置少、结构简单。一般只需配置一台数据采集用的计算机，该计算机上安装＠aGlance客户端软件，且连接到操作员站所在的以太网上。人机接口站上安装＠aGlanceServer服务器端软件。
AGAS（＠aGlanceadvancedsolution）是以＠aGlance为基础开发的应用程序,完成数据采集和向数据库发送的功能，它也安装在数据采集计算机中。AGAS由两部分组成：第一部分是配置接口信息部分，用户可在系统提供的EXCEL表里填写要查询的标签及查询的标签总数，定制查询的内容。第二部分是数据转换模块，该模块应用＠aGlance的接口函数读取过程数据，并将数据转换为一种用户接受的格式存储，是一种可定制的解决方案。可提供的数据存储格式为EXCEL表、二进制文件、文本文件、MicrosoftAccess数据库、其它支持ODBC(开放数据库连接)的数据库。
该方式的适用范围是装有＠aGlanceServer的贝利操作员站。具体而言：OIS43(J．1版本以上)、ConductorNT、Conductor VMS、MaestroNT等操作员站。数据的采集速率为200点／s左右，实际速率受接口计算机的配置、网络负荷及OIS的工作繁忙程度影响。可采集的数据点数理论上没有限制，但点数越多，数据采集的延迟越大。
1.2 环路通讯接口
这是一种基于环路通讯的方式，需要配置贝利的模件ICI（Infi环和计算机的接口单元）以及安装semAPI的1台计算机。
模件ICI是1个组合模件，一般现在常用的接口组合模件是INICI03－SCIL，它包括IMMPI01、INICT03、INNIS01 3个模件及其端子板。INNIS01提供与Infi环的接口协议，IMMPI01提供与计算机的接口，INICT03介于两者之间，维持本节点Infi环的数据交换的动态数据库，它从环路上读取例外报告。
数据采集计算机上安装的SemAPI软件支持多种操作平台，如Unix，WindowsNT，Windows95／98等操作系统。SemAPI软件提供与贝利Infi环路交换数据使用的函数库及与硬件ICI打交道的设备驱动程序。利用C语言调用它所提供的函数库，编制应用程序，应用程序与驱动程序通讯。该应用程序同时完成采集DCS数据和向用户数据库的单向传送。
对于数据采集计算机和ICI的连接，SemAPI软件提供两种符合工业标准的连接方式，一种是通过串口（如RS232）的方式，一种是通过SCSI的方式。前者是19．2 K的波特率，后者是4 M的带宽。通过串口的方式ICI和计算机之间的串行电缆不应超过1．2 km，通过SCSI的方式ICI和计算机之间的SCSI电缆不应超过3 m。该方式支持用户的多种数据库格式如：Access、Foxpro、Oracle等ODBC的数据库。
这种方式是将此接口作为Infi环的一个节点（Node）接入环路的，故采集的是控制环上的实时数据，可采集DCS系统中的所有的数据和状态信息。
2 DCS系统和MIS系统的接口配置
温电二期工程（3、4号两台机组）的环路连接情况如图3所示。其中3、4号机Infi环和公共Infi环可进行数据通讯，但是3号机Infi环和4号机Infi环不能进行数据通讯。人机接口站采用的是ConductorVMS。公共环上只有一个PCU柜，此PCU是专门用来控制循环水系统设备的。这样设计的目的是3、4号机组都可以控制循环水系统的设备。
MIS系统通过与DCS的接口，可以采集实时过程中的数据值，这些数据是作为MIS系统分析处理的基础。接口软件要保证能够和MIS系统进行通讯，传输数据，更要能够维护DCS系统的安全性，使DCS系统的数据能够单向地向MIS系统进行传送，这样才能使整个DCS系统不会因此而受到影响，上述的两种方案均可以满足这些要求。
由上述分析可知，二期工程可以通过两台数据采集计算机（1台采集3号机的数据，另1台采集4机的数据），分别从3、4号机组的操作员站所在的以太网上采集数据，也可以在公共环上增加一套I－CI03及相应的电源模件，通过串行电缆或SCSI电缆连接ICI03和数据采集计算机，该数据采集计算机通过公共环采集3、4号机组的数据。但是工程实际采用的是：在3、4号环路各增加一套ICI03及相应的电源模件及两台数据采集计算机分别采集3、4号机组的数据。ICI03和数据采集计算机通过SCSI连接。
浙江省电力公司颁发的“火力发电厂计算机实时信息系统设计技术导则”中要求：“每台机组实时采样点不小于2000点，系统具备每台机组每秒钟1000个模拟量采样点的能力”。以太网上取数据虽然配置简单，但是其速度并不快，很难实时地反映现场的实际情况和满足导则的要求。从公共Infi环上取数据，其速度明显高于从以太网上取数据，但是厂级管理信息网（MIS网）所取的数据必需经过公共环，这样势必增加该环的通讯负荷，且负荷随着所采集数据的增加而增加，也就是说在MIS网取较多的数据的情况下，很可能会影响循环水系统的运行。所以这种方法是不合适的。
二期工程选的是直接从3号Infi环和4号Infi环上取数据，其速度在理论上每秒大约9000点，完全能够满足导则的要求。用这种方法采集数据时，对整个控制的Infi环基本上没有什么影响。因为对于Infi环路上可以容纳250个节点，每个节点可包含几千个I／O点，在环路上增加一个ICI节点，不会增加I／O点，即不会增加环路的通讯负荷，只会稍微造成一些传输延时，但这对10 M的网络而言，增加一个节点的延时是可以忽略不计的。
3 结语
从北京ABB－BAILEY提供的以＠aGlance／A－GAS软件为主的和以硬件为主semAPI－ICI的两种接口中，温电二期工程DCS系统和MIS系统选择的接口方案能满足浙江电力公司颁发的导则要求，又兼顾接口设备的技术先进性、可扩充性及对系统的稳定性，是较为理想的接口方案。
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作者：胡联望 合作媒体：专网通信世界-中国电力通信网 编辑：顾北 |
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