PCC 技術(shù)在發(fā)電廠(chǎng)監控中的應用

　　2.4 系統控制層

　　PROFIBUS 網(wǎng)上的各采集控制單元組成智能分布式系統結構的控制層?？刂茖影凑諜C組或線(xiàn)路等監控對象的不同分別組屏， 可以使各單元組合置于過(guò)程對象附近， 減少電纜投資。各監控單元分別完成相應監控對象的模擬量、數字量采集以及數字量的輸出控制。模擬量采集采用交流采樣。

　　系統具有可擴充的模塊化結構， 電源、CPU、網(wǎng)絡(luò )板、I/ O 板、模擬量輸入板、通訊板等都是獨立的模板以總線(xiàn)方式連接在底板上， 它取代了標準的框架裝配的局限性， 可在標準的DIN 軌道上任意拆裝、組合。

　　每個(gè)單元都有一電源模塊。系統電源是系統可靠性與完整性的第一保證， PCC 的輸入電壓有AC、DC兩種， 可實(shí)現交/ 直流切換。

　　系統配有當地調試通信口， 便于對不同的數據采集與控制設備進(jìn)行跟蹤與調試， 方便了參數設置及運行監視的維護。帶電插拔采集板件使得現場(chǎng)維護變得簡(jiǎn)單方便。

　　在軟件支撐環(huán)境方面， PCC 采用高級語(yǔ)言編程， 為用戶(hù)提供透明的服務(wù)接口， 同時(shí)， 也支持直流采樣， 使得功能實(shí)現、系統增容都十分方便靈活。

　　操作系統為實(shí)時(shí)多任務(wù)系統， 在操作系統中一個(gè)任務(wù)的循環(huán)周期可根據任務(wù)的優(yōu)先級確定。操作系統主要分三層：

　?。?） PCC 軟件包。包括： 系統管理、系統任務(wù)、功能庫、一般任務(wù)、高速任務(wù)級、通訊軟件。

　?。?） 應用程序。包括：循環(huán)任務(wù)、非循環(huán)任務(wù)。操作系統為保證系統的高可靠性提供了監視和安全的功能， 包括： 模塊檢測、系統結構檢測、棧溢出檢測、I/ O 數據傳輸檢測、循環(huán)周期檢測、硬件看門(mén)狗等。

　　由于PCC 的CPU 采用68000 + RISC 的32 位微處理器， 具有極強的運算處理能力， 可使大量運算、控制功能、保護功能分散在各智能單元， 大大提高了站內通信網(wǎng)的利用率， 使整個(gè)系統效率達到最高。另外， 系統軟硬件方面良好的自診斷功能，可把故障范圍減至最小。

　　2.5 現場(chǎng)層

　　智能分布式系統結構的外圍層為現場(chǎng)層， 包括采集層使用的傳感器、二次控制回路等。

　　現場(chǎng)層根據現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸速率快（ ≥500kbps） ， 軟硬件實(shí)現簡(jiǎn)單的特點(diǎn)， 可以用CANBUS

　?。ɑ騌S485） 來(lái)連接廠(chǎng)內的其他自動(dòng)化裝置如保護單元、故障錄波、無(wú)功補償設備等的主干網(wǎng)， 并通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接到采集層， 與上一層進(jìn)行必要的數據通訊。

　　2.6 網(wǎng)絡(luò )通信

　　采用的PROFIBUS（ Process Field Bus） 網(wǎng)絡(luò )是一種高速數據鏈路， 是具有標準通訊能力的開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)， 用于PCC 與PCC 之間， 或與其它接到本網(wǎng)絡(luò )上的智能設備（如顯示單元、上位機等） 間傳送數據和系統狀態(tài)。PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò )作為傳輸速度最快的現場(chǎng)工業(yè)總線(xiàn)（500 kbit/ s～10 Mbit/ s） ， 物理連接方式簡(jiǎn)單， 既可以用雙芯屏蔽通訊電纜， 也可以用光纖等；多主多從的“Peer To Peer”方式， 采用Token Ring 結構， 網(wǎng)上最多可連入多達128 個(gè)結點(diǎn)， 最大傳輸距離達4800 m； 與第三方系統通訊方便， 兼容性能；可任意的增加和刪除網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)，而對其他結點(diǎn)和整個(gè)網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有影響， 可靠性高。PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò )協(xié)議符合德國國家標準DIN19245。

　　系統的CPU 模塊、專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò )模塊和通訊模塊（ 本系統未使用） 提供了多種標準通信接口（ TTY， RS422 ， RS232 ， RS485 等） ， 使得CPU 的局部I/ O 總線(xiàn)擴展、遠程擴展I/ O（通過(guò)RS485 電纜）以及CPU 間的現場(chǎng)總線(xiàn)組網(wǎng)非常靈活， 從而方便地實(shí)現系統縱向或橫向集成。

3. 系統改造后效果

　　應用PCC 實(shí)現的電廠(chǎng)機組設備改造， 充分發(fā)揮了可編程編輯控制器（ PLC） 的標準控制功能和工業(yè)計算機的分時(shí)多任務(wù)操作系統的集成優(yōu)勢， 不僅方便地實(shí)現了各機組、廠(chǎng)變、出線(xiàn)及同期控制單元的開(kāi)關(guān)量和模擬量的采集， 而且其雙網(wǎng)絡(luò )結構的管理層、具有大型機分析運算能力的PCC 模塊組成的控制層均為實(shí)現發(fā)電機有功調節、同期控制、強行勵磁、備自投等回路的自動(dòng)控制提供了可靠的保證， 從而使該電廠(chǎng)的自動(dòng)化管理水平登上一個(gè)新的臺階， 為建立全廠(chǎng)信息監控和管理系統打下良好的基礎， 為電廠(chǎng)節能增效、提高供電質(zhì)量開(kāi)辟了更廣闊的空間。

4. 結束語(yǔ)

　　總之， 開(kāi)放式系統平臺是當今電力系統自動(dòng)化發(fā)展的方向?，F代的PCC 與微機的發(fā)展相互滲透， 它已是一種可提供諸多功能、成熟的用戶(hù)應用控制系統， 而不是一種簡(jiǎn)單的邏輯控制器， 它已被開(kāi)發(fā)出更多的接口與其它控制設備進(jìn)行通信， 生成報告， 多任務(wù)調度， 可診斷自身故障及機器故障?；诂F場(chǎng)總線(xiàn)的智能分布式的新型控制思想， 基于標準化的開(kāi)放性和兼容性， 通用性和高度專(zhuān)業(yè)化的融合， 這些優(yōu)勢使PCC 可以實(shí)現電廠(chǎng)的各種運行、分析與控制功能， 能夠滿(mǎn)足當今的電廠(chǎng)實(shí)現生產(chǎn)、管理自動(dòng)化的需要， 而且具有很高的性能價(jià)格比。PCC 應用為電廠(chǎng)全面提高管理水平和經(jīng)濟效益提供了廣闊的前景， 是一種值得推廣的可行性方案。