組態(tài)軟件及其在電廠應(yīng)用中的研究分析

組態(tài)軟件及其在電廠中的應(yīng)用綜述摘要：現(xiàn)代電廠生產(chǎn)水平的日益提升，對(duì)實(shí)踐中的運(yùn)行效率及管理質(zhì)量提出了更高的要求。實(shí)踐中為了保持電廠良好的生產(chǎn)狀況，逐步實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)效益最大化目標(biāo)，則需要加強(qiáng)集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式使用，擴(kuò)大這種控制方式在電廠中的應(yīng)用范圍。工業(yè)組態(tài)軟件能夠很出色的完成控制系統(tǒng)任務(wù)。關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件、電廠、控制系統(tǒng)1.引言 組態(tài)一詞來(lái)源于英文單詞Configuration，“組態(tài)軟件”作為一個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，到目前為止，并沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。從組態(tài)軟件的內(nèi)涵上說(shuō)組態(tài)軟件是指在軟件領(lǐng)域內(nèi)，操作人員根據(jù)應(yīng)用對(duì)象及控制任務(wù)的要求，配置(包括對(duì)象的定義、制作和編輯，對(duì)象狀態(tài)特征屬性參數(shù)的設(shè)定等)用戶應(yīng)用軟件的過(guò)程，也就是把組態(tài)軟件視為“應(yīng)用程序生成器”。從應(yīng)用角度講組態(tài)軟件是完成系統(tǒng)硬件與軟件溝通、建立現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控層溝通的人機(jī)界面的軟件平臺(tái)，它的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅局限于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。而工業(yè)控制領(lǐng)域是組態(tài)軟件應(yīng)用的重要陣地，伴隨著集散型控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem)的出現(xiàn)組態(tài)軟件已引入工業(yè)控制系統(tǒng)。在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中存在著兩大類可變因素：一是操作人員需求的變化；二是被控對(duì)象狀態(tài)的變化及被控對(duì)象所用硬件的變化。而組態(tài)軟件正是在保持軟件平臺(tái)執(zhí)行代碼不變的基礎(chǔ)上通過(guò)改變軟件配置信息(包括圖形文件、硬件配置文件、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)等)，適應(yīng)兩大不同系統(tǒng)對(duì)兩大因素的要求，構(gòu)建新的監(jiān)控系統(tǒng)的平臺(tái)軟件。以這種方式構(gòu)建系統(tǒng)既提高了系統(tǒng)的成套速度，又保證了系統(tǒng)軟件的成熟性和可靠性，使用起來(lái)方便靈活，而且便于修改和維護(hù)。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程中，PC（包括工控機(jī)）相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)日趨明顯。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已日臻成熟；由PC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在PC技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的HMI（人機(jī)接口軟件，HumanMachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過(guò)手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，可靠性差；或者購(gòu)買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來(lái)，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。2.組態(tài)軟件在我國(guó)的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外主要產(chǎn)品介紹2.1組態(tài)軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著中國(guó)改革開放的深入，人們對(duì)軟件的觀念有了重大改變;早些年組態(tài)軟件的應(yīng)用推廣工作也打下了一定的基礎(chǔ)，業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)認(rèn)識(shí)到組態(tài)軟件的重要性，并接受它而不再熱衷于在項(xiàng)目中搞低層次的編程開發(fā);自動(dòng)控制系統(tǒng)要上等級(jí)，對(duì)上位監(jiān)控組態(tài)軟件的市場(chǎng)需求增加;一些組態(tài)軟件的生產(chǎn)商和供貨商亦逐步加大了在中國(guó)市場(chǎng)的推廣力度，并在價(jià)格方面做出了政策性調(diào)整;加之微軟32位windows95和NT的推出，為組態(tài)軟件提供了一個(gè)更適宜的操作系統(tǒng)平臺(tái)，使各生產(chǎn)供應(yīng)商隨后跟進(jìn)的32位組態(tài)軟件產(chǎn)品的性能指標(biāo)和功能進(jìn)一步加強(qiáng)。所有這些因素的綜合，給組態(tài)軟件在中國(guó)市場(chǎng)帶來(lái)了新的生機(jī)。從那時(shí)起，更多的項(xiàng)目中正式有了組態(tài)軟件的專項(xiàng)預(yù)算，各種相關(guān)設(shè)計(jì)方案和招（投）標(biāo)書中也都出現(xiàn)了單列的組態(tài)軟件欄目，越來(lái)越多的專業(yè)銷售商和系統(tǒng)集成廠家也加入了這個(gè)市場(chǎng)?，F(xiàn)在組態(tài)軟件已經(jīng)在中國(guó)市場(chǎng)確立了其應(yīng)有的地位，并逐步進(jìn)入了上升期[1]。組態(tài)軟件產(chǎn)品于80年代初出現(xiàn)，并在80年代末期進(jìn)入我國(guó)。但在90年代中期之前，組態(tài)軟件在我國(guó)的應(yīng)用并不普及。究其原因，大致有以下幾點(diǎn)：①國(guó)內(nèi)用戶還缺乏對(duì)組態(tài)軟件的認(rèn)識(shí)，項(xiàng)目中沒有組態(tài)軟件的預(yù)算，或?qū)幵竿度肴肆ξ锪︶槍?duì)具體項(xiàng)目做長(zhǎng)周期的繁冗的上位機(jī)的編程開發(fā)，而不采用組態(tài)軟件；②在很長(zhǎng)時(shí)間里，國(guó)內(nèi)用戶的軟件意識(shí)還不強(qiáng)，面對(duì)價(jià)格不菲的進(jìn)口軟件（早期的組態(tài)軟件多為國(guó)外廠家開發(fā)），很少有用戶愿意去購(gòu)買正版。③當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化和信息技術(shù)應(yīng)用的水平還不高，組態(tài)軟件提供了對(duì)大規(guī)模應(yīng)用、大量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控、處理并可以將處理的結(jié)果生成管理所需的數(shù)據(jù)，這些需求并未完全形成。隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的深入，在面臨規(guī)模更大、控制更復(fù)雜的控制系統(tǒng)時(shí)，人們逐漸意識(shí)到原有的上位機(jī)編程的開發(fā)方式。對(duì)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力、得不償失的，同時(shí)，MIS（管理信息系統(tǒng)，ManagementInformationSystem）和CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，ComputerIntegratedManufacturingSystem）的大量應(yīng)用，要求工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、決策提供更詳細(xì)和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，在1995年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。2.2幾種組態(tài)軟件介紹①InTouch：Wonderware的InTouch軟件是最早進(jìn)入我國(guó)的組態(tài)軟件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch軟件曾讓我們耳目一新，并且InTouch提供了豐富的圖庫(kù)。但是，早期的InTouch軟件采用ＤＤＥ方式與驅(qū)動(dòng)程序通信，性能較差，最新的InTouch7.0版已經(jīng)完全基于32位的Windows平臺(tái)，并且提供了OPC支持。

②Fix：Intellution公司以Fix組態(tài)軟件起家，1995年被愛默生收購(gòu)，現(xiàn)在是愛默生集團(tuán)的全資子公司，F(xiàn)ix6.ｘ軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面，并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序（需單獨(dú)購(gòu)買）。Intellution將自己最新的產(chǎn)品系列命名為iFiX，在iFiX中，Intellution提供了強(qiáng)大的組態(tài)功能，但新版本與以往的6.ｘ版本并不完全兼容。原有的Script語(yǔ)言改為VBA（VisualBasicForApplication），并且在內(nèi)部集成了微軟的VBA開發(fā)環(huán)境。遺憾的是，Intellution并沒有提供6.1版腳本語(yǔ)言到VBA的轉(zhuǎn)換工具。在iFiX中，Intellution的產(chǎn)品與Microsoft的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了緊密的集成。Intellution也是OPC（OLEforProcessControl）組織的發(fā)起成員之一。iFiX的OPC組件和驅(qū)動(dòng)程序同樣需要單獨(dú)購(gòu)買。

③Citech：CiT公司的Citech也是較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品。Citech具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。Citech提供了類似Ｃ語(yǔ)言的腳本語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，但與iFix不同的是，Citech的腳本語(yǔ)言并非是面向?qū)ο蟮?，而是類似于Ｃ語(yǔ)言，這無(wú)疑為用戶進(jìn)行二次開發(fā)增加了難度。

④WinCC：Simens的WinCC也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，Simens提供類Ｃ語(yǔ)言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。WinCC內(nèi)嵌OPC支持，并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但WinCC的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用戶最好經(jīng)過(guò)Simens的培訓(xùn)以掌握WinCC的應(yīng)用。

⑤組態(tài)王：組態(tài)王是國(guó)內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司（更早的品牌多數(shù)已經(jīng)湮滅）。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。

⑥Controx（開物）：華富計(jì)算機(jī)公司的Controx2000是全32位的組態(tài)開發(fā)平臺(tái)，為工控用戶提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、報(bào)警、數(shù)據(jù)報(bào)表及報(bào)告功能。作為國(guó)內(nèi)最早加入OPC組織的軟件開發(fā)商，Controx內(nèi)建OPC支持，并提供數(shù)十種高性能驅(qū)動(dòng)程序。提供面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言編譯器，支持ActiveX組件和插件的即插即用，并支持通過(guò)ODBC連接外部數(shù)據(jù)庫(kù)。Controx同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)支持和WevServer功能。

⑦ForceControl（力控）：大慶三維公司的ForceControl（力控）從時(shí)間概念上來(lái)說(shuō)，力控也是國(guó)內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。只是因?yàn)樵缙诹匾恢睕]有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數(shù)人所知。大約在93年左右，力控就已形成了第一個(gè)版本，只是那時(shí)還是一個(gè)基于DOS和VMS的版本。后來(lái)隨著Windows3.1的流行，又開發(fā)出了16位Windows版的力控。但直至Windows95版本的力控誕生之前，他主要用于公司內(nèi)部的一些項(xiàng)目。32位下的1.0版的力控，在體系結(jié)構(gòu)上就已經(jīng)具備了較為明顯的先進(jìn)性，其最大的特征之一就是其基于真正意義的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的三層結(jié)構(gòu)，而且其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可為可組態(tài)的活結(jié)構(gòu)。在1999~2000年期間，力控得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，最新推出的2.0版在功能的豐富特性、易用性、開放性和I/O驅(qū)動(dòng)數(shù)量，都得到了很大的提高。在很多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，力控都能從國(guó)內(nèi)用戶的角度出發(fā)，即注重實(shí)用性，又不失大軟件的規(guī)范。另外，公司在產(chǎn)品的培訓(xùn)、用戶技術(shù)支持等方面投入了較大人力，相信在較短時(shí)間內(nèi)，力控軟件產(chǎn)品將在工控軟件界形成巨大的沖擊。其他常見的組態(tài)軟件還有GE的Cimplicity，Rockwell的RsView，NI的LookOut，PCSoft的Wizcon以及國(guó)內(nèi)一些組態(tài)軟件通態(tài)軟件公司的MCGS，也都各有特色。3.工控組態(tài)軟件的組成無(wú)論是美國(guó)Wonderware公司推出的世界上第一個(gè)工控組態(tài)軟件Intouch還是現(xiàn)在的各類組態(tài)軟件，從總體結(jié)構(gòu)上看一般都是由系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境(或稱組態(tài)環(huán)境)與系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境兩大部分組成。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境，通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境是將目標(biāo)應(yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)使用的，是直接針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作使用的。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境之間的聯(lián)系紐帶是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，它們?nèi)咧g的關(guān)系如圖2所示。圖1：系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系典型組件包括：（1）應(yīng)用程序管理器：應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進(jìn)行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項(xiàng)目中的部分組態(tài)成果（如畫面）；經(jīng)常需要迅速了解計(jì)算機(jī)中保存了哪些應(yīng)用項(xiàng)目。雖然這些要求可以用手工方式實(shí)現(xiàn)，但效率低下、極易出錯(cuò)。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡(jiǎn)單。（2）圖形界面開發(fā)程序：圖形界面開發(fā)程序是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進(jìn)行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開發(fā)環(huán)境。通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，供圖形運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。（3）圖形界面運(yùn)行程序：在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行[2]。（4）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序：有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前比較先進(jìn)的組態(tài)軟件（如力控?等）都有獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組件，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，增強(qiáng)處理能力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的組態(tài)工具，可以定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參數(shù)。（5）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序：在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)被實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報(bào)警的管理都是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序中完成的。（6）I/O驅(qū)動(dòng)程序：I/O驅(qū)動(dòng)程序是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于和I/O設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)，DDE和OPCClient是兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)程序，用來(lái)和支持DDE標(biāo)準(zhǔn)和OPC標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動(dòng)程序被整合在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而OPCClient則多數(shù)單獨(dú)存在[3]。4.組態(tài)軟件在電廠中的應(yīng)用4.1工控組態(tài)軟件在火電廠輔助監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用電廠外圍系統(tǒng)是電廠生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理的重要環(huán)節(jié)，但相對(duì)于機(jī)爐控制而言，其運(yùn)行方式比較簡(jiǎn)單，基本都是就地獨(dú)立控制。1)運(yùn)行人員投入多，成本太高；2)由于位置分散，距離集控室較遠(yuǎn)，給系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理帶來(lái)許多困難。因此，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)所有外圍系統(tǒng)集中控制，不僅可以在很多方面解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備存在的問(wèn)題，而且將為構(gòu)建統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)管控一體化創(chuàng)造一個(gè)良好的基礎(chǔ)。下面以我們?cè)谏綎|某電廠外圍設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)施方案為例，介紹借助于Rsview組態(tài)軟件構(gòu)筑輔助設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)踐證明該方案從設(shè)計(jì)到實(shí)施都取得了良好的效果。改造前系統(tǒng)構(gòu)成1)化學(xué)補(bǔ)給水控制系統(tǒng)(4×300MW共一套)該系統(tǒng)使用SCHNEIDERMODICON的QUANTUM系列PLC，使用Modbusplus工業(yè)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線作為上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。2)#1、#2機(jī)凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)(4×300MW共一套)該系統(tǒng)使用AB公司的PLC/5系列PLC，使用DH+網(wǎng)絡(luò)作為監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信手段，設(shè)兩臺(tái)上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。3)#3、#4機(jī)凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)(4×300MW共一套)該系統(tǒng)使用AB公司的Conlogix系列控制器，使用ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)作為監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信手段，設(shè)兩臺(tái)上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并與#1、#2機(jī)處于同一主控室內(nèi)。4)#1、#2機(jī)、#3、#4機(jī)的汽水取樣及加藥系統(tǒng)(4×300MW共兩套)該系統(tǒng)使用的是安裝在工控機(jī)內(nèi)的A/D通訊卡，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，而加藥系統(tǒng)各變頻泵均為就地單片機(jī)獨(dú)立控制。且#1、#2機(jī)與#3、#4機(jī)兩系統(tǒng)分處不同位置。圖2：系統(tǒng)分布圖實(shí)施方案根據(jù)地理位置分布綜合考慮廠房要求，最后商定將中央控制室設(shè)在化學(xué)補(bǔ)給水控制室。根據(jù)目前系統(tǒng)現(xiàn)狀，采用分步完成改造的方案。第一步：鑒于化學(xué)補(bǔ)給水控制系統(tǒng)與中央控制室同處一室，使用AB公司的專用協(xié)議轉(zhuǎn)換通信卡件及配套軟件MB+OPCServer，完成MB+協(xié)議的轉(zhuǎn)換及與上位機(jī)組態(tài)軟件RSView的通信，該卡件為PCI總線形式，直接插在兩臺(tái)服務(wù)器上，由服務(wù)器將其接入整個(gè)以太網(wǎng)內(nèi)。服務(wù)器采用IBMXserver。

圖3第二步：依據(jù)典型交換式以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的組成，在中央控制室網(wǎng)絡(luò)柜內(nèi)設(shè)兩臺(tái)CISCO24口100M交換機(jī)，完成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換，在服務(wù)器及操作員站內(nèi)安裝3COM100M工業(yè)以太網(wǎng)卡。并且設(shè)APCUPS電源。第三步：由于該系統(tǒng)涉及DH+網(wǎng)、MB+網(wǎng)、ControlNet網(wǎng)等多種現(xiàn)場(chǎng)總線，需設(shè)一網(wǎng)關(guān)ControlLogixGateway完成協(xié)議的轉(zhuǎn)換。該網(wǎng)關(guān)應(yīng)具備：一、接收現(xiàn)場(chǎng)總線各網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)，并將其進(jìn)行解釋，轉(zhuǎn)化為以太網(wǎng)所能接收的形式，向交換機(jī)傳送；二、把系統(tǒng)發(fā)出的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)總線各網(wǎng)段的數(shù)據(jù)格式，向下傳送。鑒于此，考慮到地理位置，決定在凝結(jié)水精處理控制室設(shè)一網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)上配有DH+模塊、ControlNet模塊、Ethernet模塊等。第四步：由于網(wǎng)關(guān)處與交換機(jī)處距離較遠(yuǎn)(1km左右)，另考慮數(shù)據(jù)交換的實(shí)時(shí)性和抗干擾性，決定在這二者間采用光纖通信，且采用冗余互備。第五步：汽水取樣及加藥系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)。分別設(shè)兩個(gè)遠(yuǎn)程I/O站，負(fù)責(zé)#1、#2機(jī)與#3、#4機(jī)的數(shù)據(jù)采集，在各站安裝ControlNet通信模塊，掛接于ControlNet網(wǎng)上，用網(wǎng)關(guān)內(nèi)的Logix5550處理器完成數(shù)據(jù)處理和控制任務(wù)。ControlNet網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)內(nèi)的ControlNet模塊完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，在通過(guò)以太網(wǎng)模塊與以太網(wǎng)通信。第六步：二期工程網(wǎng)絡(luò)接入(輸煤系統(tǒng)、凈水站系統(tǒng)、循環(huán)水泵房、工業(yè)水泵房、燃油泵房等)。在組態(tài)軟件的選擇上考慮到各子系統(tǒng)均已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，操作人員對(duì)操作方式已經(jīng)認(rèn)可，不便做大的改動(dòng)，保留各子系統(tǒng)組態(tài)畫面，監(jiān)控系統(tǒng)采用32，000點(diǎn)的Rsview32作為監(jiān)控組態(tài)軟件具體操作如下：對(duì)于原系統(tǒng)中采用Rsview32的子系統(tǒng)處理方法是：利用Rsview32tool提供的數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出向?qū)⒃撟酉到y(tǒng)工程文件中的數(shù)據(jù)tag導(dǎo)出，認(rèn)真核對(duì)后導(dǎo)入我們的新建工程中；對(duì)于Display、Event、Macro需要將其對(duì)應(yīng)工程文件夾的文件拷入我們的新建工程中，再打開工程分別導(dǎo)入。對(duì)于組態(tài)軟件為非Rsview32的子系統(tǒng)(如Intouch)處理方法是：搞清楚原系統(tǒng)畫面構(gòu)成，然后用Rsview32重新設(shè)計(jì)畫面、建立數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)命令語(yǔ)句重新編譯。系統(tǒng)監(jiān)控畫面采用層次型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各子系統(tǒng)之間很容易切換，直觀反映現(xiàn)場(chǎng)工況，且便于操作人員使用，簡(jiǎn)潔、直觀、功能完善是它的最大特點(diǎn)。采用層次型結(jié)構(gòu)便于操作人員完成多個(gè)子系統(tǒng)的準(zhǔn)確切換，避免由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁瑣造成的誤操作。各子系統(tǒng)也采用相近的功能菜單，切換方便，功能完善，在同一幅主畫面內(nèi)可完成多項(xiàng)操作功能，且各子菜單均為彈出式。監(jiān)控畫面組成結(jié)構(gòu)如圖5所示。其中，各子系統(tǒng)均有和#1、2汽水加藥子系統(tǒng)相似的子畫面，結(jié)構(gòu)圖中沒有逐個(gè)列出。

圖4監(jiān)控系統(tǒng)包括系統(tǒng)畫面生成、事故追憶系統(tǒng)、各種曲線顯示和打印、各種報(bào)表生成等。監(jiān)控畫面要符合電廠主控DCS系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)風(fēng)格，按照分級(jí)瀏覽、逐級(jí)細(xì)化的原則設(shè)計(jì)畫面，采用彈出式窗口、下拉式菜單等多種符合Windows標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)手段實(shí)現(xiàn)畫面的切換和顯示，單個(gè)畫面的工藝流程、信息顯示(包括運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)、故障情況等)和各種曲線要布局合理、生動(dòng)，色調(diào)柔和。事故追憶系統(tǒng)包括所有進(jìn)入控制系統(tǒng)的事件(如參數(shù)、反饋等)以及控制系統(tǒng)本身發(fā)生的事件(如卡件或通訊故障等)，所有I/O點(diǎn)均可以曲線的形式顯示，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行在線分析、診斷提供豐富的數(shù)據(jù)資源。4.2組態(tài)軟件在輸煤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用輸煤系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行是保證電廠安全、高效運(yùn)行不可缺少的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)控制設(shè)備多、流程復(fù)雜分散與控制室相距較遠(yuǎn)。又由于上煤過(guò)程中不可避免的煤粉飛揚(yáng)，使得整個(gè)系統(tǒng)環(huán)境非常惡劣。同時(shí)輸煤系統(tǒng)中的設(shè)備、現(xiàn)有控制方式大部分為單獨(dú)直接控制方式操作，可靠性差，自動(dòng)化水平低。為了提高火電廠自動(dòng)化水平，為電廠安全穩(wěn)定發(fā)電創(chuàng)造條件，這些都決定了必須提高輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化平，這樣才能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)環(huán)境，提高輸煤系統(tǒng)的效率和管理水平。輸煤程控系統(tǒng)主要是以可編程控制器（PLC）為主，實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)花控制，與集中控制相比，在技術(shù)上具有控制功能強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬件接線，維護(hù)方便，可在線修改等特點(diǎn)。PLC不僅能完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，而且也能實(shí)現(xiàn)模擬量的控制，甚至智能控制；并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，聯(lián)網(wǎng)及上位機(jī)監(jiān)控等。可為全廠實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件。對(duì)地域分布較廣的系統(tǒng)還可以增加遠(yuǎn)程控制站及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。隨著火電廠規(guī)模和單機(jī)容量的擴(kuò)大，許多大型工況設(shè)備在輸煤系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，目前多數(shù)具備自動(dòng)或半自動(dòng)功能，如翻車機(jī)、斗輪機(jī)、入場(chǎng)煤采樣機(jī)、入爐煤采樣機(jī)和環(huán)式給煤機(jī)等都有各自的PLC控制系統(tǒng)。如何組織和管理好這些大型設(shè)備，使整個(gè)輸煤系統(tǒng)在最高效率狀態(tài)下運(yùn)行，是國(guó)內(nèi)火電廠輸煤專業(yè)發(fā)展中需要解決的首要問(wèn)題。全集成化的輸煤過(guò)程控制器網(wǎng)絡(luò)是能夠滿足對(duì)輸煤設(shè)