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一、調(diào)度控制系統(tǒng)的基本硬件配置
(一)調(diào)度控制系統(tǒng)主控設(shè)備通訊工作站兩臺(tái),熱備用工作方式運(yùn)行,主工作站設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),備用工作站接替工作,自動(dòng)完成無擾動(dòng)切換。操作員工作站兩臺(tái),并行工作方式運(yùn)行,任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),都不影響其它計(jì)算機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行,并自動(dòng)完成部分運(yùn)行功能切換。獨(dú)立運(yùn)行的語音報(bào)警與數(shù)據(jù)庫前端工作站一臺(tái),完成當(dāng)?shù)卣Z音報(bào)警服務(wù)、當(dāng)?shù)貓?bào)警記錄查詢、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控歷史數(shù)據(jù)檢索與報(bào)表制作等功能。獨(dú)立運(yùn)行的全站同步時(shí)鐘系統(tǒng)一套,為調(diào)度控制系統(tǒng)提供統(tǒng)一的全廠時(shí)鐘信號(hào)。
(二)調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備冗余配置、負(fù)荷平衡方式運(yùn)行的兩組網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備,正常情況下,主網(wǎng)、備網(wǎng)負(fù)載平衡運(yùn)行,主網(wǎng)(備網(wǎng))出現(xiàn)故障時(shí),所有負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備網(wǎng)(主網(wǎng))運(yùn)行,故障排除后,恢復(fù)負(fù)載平衡運(yùn)行,運(yùn)行方式無擾動(dòng)切換。單模光纜、多模光纜、超五類雙絞線等傳輸介質(zhì)。機(jī)柜與附件、配線架、理線架、光纖接續(xù)箱、光纖尾纖、耦合器、線槽等網(wǎng)絡(luò)器材。
(三)調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)防護(hù)隔離設(shè)備電力企業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換必須要嚴(yán)格執(zhí)行電力企業(yè)二次系統(tǒng)計(jì)算機(jī)安全防護(hù)的要求,調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí),需要配置分區(qū)交換機(jī)、橫向隔離傳輸、縱向加密認(rèn)證裝置、信息傳輸服務(wù)器和IDS系統(tǒng)。
(四)調(diào)度控制系統(tǒng)同步時(shí)鐘設(shè)備為形成調(diào)度控制系統(tǒng)的統(tǒng)一時(shí)鐘,需要在廠站及集中控制中心各自建立獨(dú)立的全區(qū)同步時(shí)鐘系統(tǒng)。各級(jí)均由同步時(shí)鐘系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào),時(shí)鐘同步由GPS和北斗星定位系統(tǒng)衛(wèi)星配置實(shí)現(xiàn)。
(五)調(diào)度控制系統(tǒng)UPS電源設(shè)備UPS電源配置為容量3kVA的一套主系統(tǒng)和同等容量的一套備用系統(tǒng),無論是配置方式還是容量設(shè)計(jì),都不能滿足新監(jiān)控系統(tǒng)的電源配置要求。按滿足設(shè)備啟動(dòng)暫態(tài)電流、連續(xù)運(yùn)行、主備方式等要求,重新配置UPS電源系統(tǒng)。
(六)調(diào)度控制系統(tǒng)的調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸為實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度中心的數(shù)據(jù)傳輸,需要在調(diào)度控制系統(tǒng)中安裝遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理機(jī),廠站的調(diào)度數(shù)據(jù)通過配置由管理機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給電網(wǎng)調(diào)度,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。
二、調(diào)度控制系統(tǒng)的軟件配置
(一)操作系統(tǒng)ArchestrA體系結(jié)構(gòu)的顯著特征,不僅是保留Client/Server結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制,還在系統(tǒng)中增加了PeerToPeer結(jié)構(gòu),為用戶提供可靠的、分布式的點(diǎn)到點(diǎn)通信ArchestrA體系結(jié)構(gòu),開發(fā)了集中化應(yīng)用或高度分布的點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用。應(yīng)用中的每臺(tái)工作站或服務(wù)器都是全球聯(lián)網(wǎng)的域名空間的一部分,這種域名空間允許把應(yīng)用自由地分布到系統(tǒng)中的全部工作站上,對于數(shù)據(jù)源位置沒有限制,也不存在依賴性。調(diào)度控制系統(tǒng)按照統(tǒng)一的IP地址分配,作為IAS系統(tǒng)支持平臺(tái),調(diào)度控制系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通常采用MicroSoftWindowsServer2003和WindowsXP+SP2,基于控制中心的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)Client/Server式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)與各級(jí)廠站操作系統(tǒng)平臺(tái)的無縫集成,接受位于控制中心的域控制器的目錄服務(wù),當(dāng)?shù)乇O(jiān)控歷史數(shù)據(jù)記錄的存儲(chǔ)、管理、檢索服務(wù)來自位于控制中心的工業(yè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。通訊工作站、操作員工作站、語音報(bào)警與數(shù)據(jù)庫前端工作站均安裝MicroSoftWindowsServer2003企業(yè)版,域角色為工作站。域控制器中包含活動(dòng)目錄數(shù)據(jù)庫的可寫副本,參與活動(dòng)目錄復(fù)制并控制網(wǎng)絡(luò)資源的訪問。也就是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理用戶與域的交互,包括用戶登錄過程、身份驗(yàn)證和目錄搜索。系統(tǒng)管理員能夠管理用戶帳號(hào)、網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限、共享資源、站點(diǎn)拓?fù)湟约皝碜阅夸浟謨?nèi)任意域控制器的其他目錄對象。
(二)實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)1.監(jiān)控系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)主要有WonderwareISA系統(tǒng),包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支持軟件Platform、IDE、GR,可視節(jié)點(diǎn)軟件IntouchView等環(huán)境軟件;WonderwareInSQL系統(tǒng),包括工業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件InSQL,MicrosoftOffice,數(shù)據(jù)庫前端軟件ActiveFactory。2.系統(tǒng)功能軟件節(jié)點(diǎn)配置操作員工作站,在電站主控級(jí)為運(yùn)行人員提供的操作、監(jiān)視和設(shè)定界面。運(yùn)行值班人員通過監(jiān)控畫面對電廠的生產(chǎn)以及設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和操作控制。配置WonderwareISA系統(tǒng)的IntouchView節(jié)點(diǎn);通訊工作站,提供數(shù)據(jù)引擎和對象服務(wù),配置WonderwareISA系統(tǒng)的Platform節(jié)點(diǎn)。3.語音報(bào)警與數(shù)據(jù)庫前端工作站語音報(bào)警服務(wù),通過畫面及語音提示,提供監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信息。可配置WonderwareISA系統(tǒng)的IntouchAlarm節(jié)點(diǎn);數(shù)據(jù)庫前端服務(wù),用于檢索數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù),制作生產(chǎn)報(bào)表。配置WonderwareActiveFactory9.0軟件。
(三)監(jiān)控應(yīng)用開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)高級(jí)語言環(huán)境、VisualStudio6.0,專用語言環(huán)境PowerBuilder10.0,MSOffice2003,BM85模塊輔助開發(fā)支持工具。
(四)實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)下運(yùn)行的應(yīng)用程序:高級(jí)語言環(huán)境、專用語言環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)用程序;報(bào)表、報(bào)告編寫工具;現(xiàn)地監(jiān)控應(yīng)用程序;其他應(yīng)用程序和接口程序。
三、調(diào)度控制系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)配置
通信系統(tǒng)的可靠性決定了整套系統(tǒng)的可靠性,通信系統(tǒng)的通頻帶寬度對整套系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性有極大影響。為滿足通信系統(tǒng)的可靠性要求,需采用雙光纖以太網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu),在這種方式中即使某一段光纜全部中斷也能保證整個(gè)通訊系統(tǒng)的正常工作。通常主干網(wǎng)通信速率1000M,站內(nèi)通訊速率為100/1000M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò),接口符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn),通信協(xié)議采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞超五類線和光纜。當(dāng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)某個(gè)差錯(cuò)時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取安全措施,如自動(dòng)要求重發(fā)該數(shù)據(jù)、切除故障設(shè)備或切換至冗余的裝置等。保持通信網(wǎng)絡(luò)安全、正確運(yùn)行。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理驅(qū)動(dòng)程序采用數(shù)據(jù)流量動(dòng)態(tài)平衡控制管理,保證所有的數(shù)據(jù)流流量在冗余的雙網(wǎng)之間動(dòng)態(tài)平衡,有效地降低網(wǎng)絡(luò)通訊的負(fù)荷率,提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。當(dāng)其中有一條網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障后,所有數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)換到正常工作的網(wǎng)絡(luò)上,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)在達(dá)到功能和性能要求外,考慮預(yù)留20%以上的硬件接口裕量和通頻帶裕量,以滿足可擴(kuò)性要求。
四、調(diào)度控制系統(tǒng)的配置原則
調(diào)度控制系統(tǒng)的配置采用開放式、全分布計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。各現(xiàn)地控制單元之間采用100Mbp雙冗余光纖以太網(wǎng),即使一組光纜中斷也不會(huì)導(dǎo)致通訊中斷,以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。同時(shí),利用各現(xiàn)地控制單元的MB+網(wǎng)絡(luò)接口組成現(xiàn)地設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用模塊化、分布式結(jié)構(gòu),安裝維護(hù)簡單,不會(huì)因任何一個(gè)器件發(fā)生故障而引起系統(tǒng)癱瘓或誤操作。同時(shí)便于系統(tǒng)整體設(shè)計(jì),分布實(shí)施,滿足整個(gè)工程進(jìn)度的需要。梯調(diào)中心設(shè)域控制器和額外域控制器,采用WindowsServer2003操作系統(tǒng),其它計(jì)算機(jī)配置為成員服務(wù)器或工作站,構(gòu)成Client/Server結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置。域控制器和額外域控制器安裝主、備DNS服務(wù)器,提供域名解析服務(wù)。系統(tǒng)平臺(tái)為成熟的標(biāo)準(zhǔn)漢化系統(tǒng),采用全中文界面,方便用戶的運(yùn)行和維護(hù)。整個(gè)控制可設(shè)置為三級(jí)控制方式:現(xiàn)地控制級(jí);電站控制級(jí),在操作員站上操作;遠(yuǎn)方控制級(jí),在控制中心操作。這三種方式的控制權(quán)按控制優(yōu)先級(jí)排列,現(xiàn)地控制優(yōu)先級(jí)最高,電站控制優(yōu)先級(jí)居次,控制中心優(yōu)先級(jí)最低。某一時(shí)刻只有一種控制方式有效,所有操作記錄均存入數(shù)據(jù)庫中。各現(xiàn)地控制單元的網(wǎng)絡(luò)配置均以冗余網(wǎng)絡(luò)配置的分布式PLC主控單元為核心,實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)交換機(jī)直接聯(lián)網(wǎng),完成現(xiàn)地控制。可以通過以太網(wǎng)對所有現(xiàn)地邏輯控制單元進(jìn)行離線或在線的修改,顯示界面的組態(tài)語言符合IEC-1131標(biāo)準(zhǔn),采用功能塊方式,可以在線顯示每個(gè)功能塊的輸入、輸出(包括模擬量和開關(guān)量),方便系統(tǒng)維護(hù)和調(diào)試。
五、結(jié)束語
調(diào)度控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮數(shù)據(jù)共享后的利用率,最大滿足現(xiàn)場的需求,將隱形的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直觀的易讀數(shù)據(jù),盡量將數(shù)據(jù)集中分析,以便更好地發(fā)現(xiàn)問題。
作者:王東峰趙德民于海東單位:吉林松江河水力發(fā)電有限責(zé)任公司