NC2000上位機系統(tǒng)在丹江口電廠的應用

劉 燕 陳 琳

(1.丹江口水力發(fā)電廠，湖北 丹江口 442700；2.漢江集團鋁業(yè)公司，湖北 丹江口 442700)

0 引言

丹江口水力發(fā)電廠位于湖北省丹江口市境內，是20世紀70年代初建成的中國第二大水力發(fā)電廠。電廠總裝機容量為6×175MW，在湖北省電網(wǎng)中擔任著調峰調頻的重要任務。上一代計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造始于2001年，下位機采用南瑞公司自主研發(fā)的SJ-600現(xiàn)地控制單元，上位機系統(tǒng)采用南瑞公司基于UNIX的NARIAccess監(jiān)控系統(tǒng)。

上位機不間斷運行的8年期間，由于硬件老化嚴重、備品備件奇缺、歷史數(shù)據(jù)庫容量的限制跟不上設備更新改造的步伐等原因逐漸產(chǎn)生出一系列安全問題。為了消除安全隱患，保證安全發(fā)供電，我們于2009年初開始對上位機系統(tǒng)進行改造。由于下位機僅增加一套壩頂十八垮變電所現(xiàn)地控制單元，其余六臺機組、開關站以及公用設備LCU的硬件配置沒有改變，為了保證上下位機能夠協(xié)調配合工作，我們選擇了南瑞公司自主研發(fā)的NC2000上位機監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)在NARIAccess監(jiān)控系統(tǒng)軟件的基礎上進行了優(yōu)化，采用CLIENT/SERVER體系結構，支持不同的硬件、操作系統(tǒng)及關系型數(shù)據(jù)庫。

1 新系統(tǒng)的配置

1.1 硬件配置及功能

上位機系統(tǒng)(包括主計算機、操作員工作站、工程師工作站、生產(chǎn)管理工作站、廠內通訊工作站、遠動通訊工作站、語音管理機及打印裝置)通過雙絞線上網(wǎng)，下位機LCU的CPU通過光纖上網(wǎng)，網(wǎng)絡通訊協(xié)議是工業(yè)標準TCP/IP。

1.1.1 兩臺主機服務器為SUN SPARC T5140 Server，通過切換裝置共用一臺惠普TFT 7600集成式鍵盤和顯示器。每臺主機配置2塊146GB 10000轉SAS硬盤，8GB內存和一個主頻為1.2GHz的UltraSPARC T2雙核CPU。操作系統(tǒng)為Sun Solaris 10中文版。兩臺主機配置為雙機雙網(wǎng)互為熱備冗余狀態(tài)，同時也作為Mysql歷史庫存儲節(jié)點。

1.1.2 一臺工程師工作站和兩臺操作員工作站都選用SUN Ultra 24，硬盤容量250GB，內存為2GB，處理器為1個主頻為2.3GHz的Intel Core 2 Quad Q8200。操作系統(tǒng)為Sun Solaris 10 x86。操作員站主要由運行值班人員進行開停機、負荷調整等日常操作與監(jiān)視；工程師站主要由上位機維護人員進行數(shù)據(jù)庫、報表、畫面的修改工作。

1.1.3 一臺生產(chǎn)管理工作站，選用惠普xw4600 WorkStation，操作系統(tǒng)為Windows XP。實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理及下位機PLC控制流程的更新與修改。

1.1.4 一臺廠內通訊管理機，選用惠普xw4600 WorkStation，CPU為Intel Core 2 Duo E6550，內存為2GB，硬盤容量為160GB。操作系統(tǒng)為RedHat 9標準版。實現(xiàn)與檢修、滲漏水泵、五防系統(tǒng)、電量工作站、MIS系統(tǒng)及GPS自動對時等系統(tǒng)的通訊，并預留與其它設備的通訊接口。

1.1.5 兩臺遠動通訊機選用NARI SJ30-664通訊管理機，主要負責上位機系統(tǒng)與湖北省調度的數(shù)據(jù)通信。操作系統(tǒng)為RedHat 9(精簡版)。

1.1.6 一臺語音報警與OnCall工作站，選用惠普xw4600 WorkStation，操作系統(tǒng)為Windows 2000 server。其外圍配置了一臺HP LasterJet 5200n打印服務器，完成生產(chǎn)報表定時打印功能。還配置了一臺上海邦明短信息發(fā)送裝置，通過232串口與計算機連接，完成告警信息短消息自動發(fā)送的功能。

1.1.7 兩臺格雷特6K32TRC網(wǎng)管型交換機，模塊化的配置滿足大多數(shù)場合的需要，根據(jù)我廠實際情況，每臺都配置了20個10/100 Mbps電口，12個LC接頭的光口。

1.1.8 一臺南京英奧科技有限公司生產(chǎn)的NIAST SZ-2UA GPS標準時鐘同步設備。實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)各節(jié)點計算機單元時鐘與系統(tǒng)統(tǒng)一標準時鐘同步。

1.1.9 電源系統(tǒng)：配置兩套MTX系列10KVA-100KVA UPS電源系統(tǒng)，供監(jiān)控上位機系統(tǒng)使用。

1.2 上位機系統(tǒng)軟件結構及功能

1.2.1 監(jiān)控軟件安裝

主機、操作員站安裝了基于UNIX系統(tǒng)的NC2000軟件，調度通訊機和廠內通訊機安裝了基于Linux系統(tǒng)的NC2000軟件，工程師站和語音報警工作站安裝了基于WINDOWS系統(tǒng)的NC2000軟件，并安裝ONCALL及語音報警軟件。

1.2.2 NC2000系統(tǒng)軟件結構及功能

NC2000監(jiān)控軟件主要由前臺人機交互程序和后臺背景程序兩部分組成。人機交互程序主要提供畫面顯示、報表、簡報、曲線查詢等交互式圖形顯示和操作功能；背景程序則提供計算機監(jiān)控系統(tǒng)與各外部設備的通訊、NC2000數(shù)據(jù)庫管理、歷史數(shù)據(jù)庫管理等各種后臺處理過程。兩部分程序通過組播方式交互數(shù)據(jù)。

新上位機系統(tǒng)采用雙以太網(wǎng)絡分層、分布開放系統(tǒng)結構，系統(tǒng)由光纖以太網(wǎng)絡上分布的各節(jié)點計算機單元組成，軟件主要由以下幾部分組成：

廠站級控制子系統(tǒng)：實現(xiàn)全廠歷史數(shù)據(jù)管理及AGC、AVC功能。人機接口子系統(tǒng)：完成對全廠機組、變壓器、開關等設備實時運行監(jiān)視和控制，事件報警。

通訊子系統(tǒng)：實現(xiàn)與調度、MIS和廠內外各外部設備的通訊。

現(xiàn)地控制單元子系統(tǒng)：共有九套，完成機組、開關站及公用設備數(shù)據(jù)采集，控制調節(jié)。

2 上位機系統(tǒng)改造過程

根據(jù)現(xiàn)場實際情況結合電廠檢修計劃，改造分多個階段實施，按類別分為前期、中期、后期三個階段。

前期改造過程中要保證電廠發(fā)電任務不受影響、改造任務穩(wěn)步進行，必須新、老上位機系統(tǒng)并存，各自獨立運行。首先完成新系統(tǒng)硬件、軟件安裝、網(wǎng)絡搭建及主要功能測試。然后接入壩頂現(xiàn)地控制單元并做相關試驗，全廠監(jiān)控任務仍由老系統(tǒng)擔任。

中期改造，首先完善新上位機系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及相關配置和驅動，為LCU掛接做準備。然后將下位機LCU逐臺接入新系統(tǒng)，并在試驗完成后退回老系統(tǒng)運行。在這一階段不會對電廠運行造成大面積影響，僅影響掛接那一臺機組相關數(shù)據(jù)通訊。所有LCU全部做完接入試驗后，可向調度提出申請進行新上位機系統(tǒng)與調度通訊靜態(tài)調試，此時老上位機系統(tǒng)仍正常運行，與調度的通訊仍保持正常狀態(tài)。

改造后期，所有LCU一次性接入新系統(tǒng)并做相應監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)上送狀態(tài)檢查及控制試驗；在這階段，電廠需要提前向調度中心提交改造申請，由省調批復各臺LCU連續(xù)停電計劃，在最短時間內將各個LCU依次接入新系統(tǒng)，最終實現(xiàn)老系統(tǒng)退出、新系統(tǒng)取而代之。新上位機系統(tǒng)與調度通訊調試完成后可重新恢復監(jiān)控系統(tǒng)與調度的數(shù)據(jù)互換。通訊恢復之后，與調度中心簡單核對一下各類測點，即可投入運行。

整個上位機改造工作歷時一年，涉及面廣、復雜程度高，既有對老系統(tǒng)的處理，又有對新系統(tǒng)的配置，以及新系統(tǒng)與老下位機系統(tǒng)的對接，至2010年10月新上位機系統(tǒng)全部正式投運。

3 結束語

NC2000上位機系統(tǒng)投運至今，基本功能正常，運行穩(wěn)定，但也出現(xiàn)一些問題，例如歷史庫不定時不寫庫、報表定時打印功能不完善等。

[1]南京南瑞集團公司自動控制分公司.NC2000計算機監(jiān)控系統(tǒng)使用維護手冊[Z].