簡述恰海水電廠計算機監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)上位機改造工作

【摘 要】為確保恰甫其海水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運行，電廠對監(jiān)控上位機設備進行換型改造工作，本文主要介紹計算機監(jiān)控系統(tǒng)的改造過程及過程中注意事項。

【關鍵詞】上位機；現地控制單元；改造

一、 引言

恰甫其海水電廠共有4臺單機容量為80MW的立軸混流式水輪發(fā)電機組，配有兩臺容量為100MWA的220kV雙卷變壓器和兩臺容量為100MWA的220kV三卷變壓器，220kV側為單母線分段接線兩回出線，110kV側為單母線接線兩回出線。

該電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用分布分層開放式控制系統(tǒng)，上位機部分應用軟件采用的是南京南瑞集團的自主研發(fā)的NC2000監(jiān)控系統(tǒng)軟件，與下位機SJ-500型現地控制單元構成整個水電廠的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，完成了對整個電廠設備的運行監(jiān)視和控制功能，該廠的計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機部分與2004年08月正式投入運行。

二 、監(jiān)控系統(tǒng)改造的必要性

至改造前，該站計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機只在2006年05月對NC2000應用軟件進行了軟件升級工作。但在使用過程中，該站的監(jiān)控系統(tǒng)上位機主站設備出現軟件和硬件帶來的問題：如運行人員無法從NC2000應用軟件中獲取現場電度表一致的數據；當下位機同時送上了的數據量較大時，特別是事故發(fā)生時，兩臺操作員站會出現簡報不一致的現象；由于設備顯示器24h不間斷工作，顯示器故障頻率逐年升高；主站的歷史數據的存儲空間僅有57G，最多只能存放1.5年的歷史數據，雖滿足規(guī)程要求但不便于相關人員查閱歷史數據；兩臺主站的歷史數據庫進程會有自動停止記錄歷史數據的現象，特別是2015年9月一臺主站因故障已停用，已影響到計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機的安全穩(wěn)定的工作。

隨著科技的進步，NC2000監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能不斷更新和完善，由于該站的兩臺主站、兩臺操作員站設備均為SUN Blade 2000工作站，操作系統(tǒng)為Solaris9.0，該操作系統(tǒng)南瑞公司在2009年后已不再使用，并且主機設備硬件配置較低，無法滿足目前最新版本的NC2000軟件對硬件設備的要求。NC2000上的軟件問題已無法通過升級來解決，因此2016年05月開始對監(jiān)控系統(tǒng)上位機部分設備進行整體更換工作。

三 、系統(tǒng)設備配置及優(yōu)勢

本次改造的主旨是上位機部分設備整體更換，包括兩臺主站、兩臺操作員站、三臺通訊機、兩臺交換機和一臺GPS對時裝置。兩臺主站為臥式HP服務器，型號為DL380G9 E5-2603V3，內存為16G，4塊1T硬盤，為冗余供電方式。三臺通訊機為臥式HP服務器，型號為DL380G9 E5-2603V3，內存為8G，1塊1T硬盤，四個網口，為冗余供電方式；兩臺操作員站為立式HP服務器，型號Z440-E5 ，內存為8GB，1塊1T硬盤，兩個顯卡。

由于以往的設備均是立式主機箱，每臺工作站均要單獨配備顯示器、鍵鼠和電腦桌。本次改造增加了一面機柜和一個8口的KVM，使得機房中的五臺工作站只占一面機柜的位置，并且五臺工作站只使用1個顯示器和一套鍵鼠即可保證機房中五臺工作站均能工作，即節(jié)約空間又降低成本還減少維護工作量。

四、監(jiān)控主機改造過程

4.1 增加機房主機柜及機柜供電回路

原設計中機房沒有主機柜，增加新的機柜需要重新制作槽鋼底座，將新制作的槽鋼底座與機房原有配電柜的槽鋼底座焊接在一起，保證在一個基礎上，由于新主機為冗余供電方式，可以引入兩路不同來源的電源回路，而該電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機部分的供電來源為有兩臺冗余連接的10kVA的UPS電源，其輸出分為A、B、C段供電，因控制室內兩臺操作員站的供電接在B段上，此次從A、C段給主機柜供電，確保UPS的三段供電回路的平衡。

4.2 新工作站的靜態(tài)調試

新到站的主機不能立即投入運行，因為新主站使用的操作系統(tǒng)為Linux，與舊主機不一致，并且新設備的經過長期運輸到達現場，雖然廠家對設備包裝嚴實，但不排除異常發(fā)生。

首先是搭建臨時工作平臺，設備進行通電檢查，檢查設備可否正常啟動。設備通電檢查完成后，可以進行KVN設備的檢查，檢查各臺工作站在顯示器上能否顯示其圖形界面，能否使用鼠標鍵盤對各臺工作站進行操作。在通電檢查過程中，我們發(fā)現各臺工作站在顯示器上不能滿屏顯示，通過調節(jié)各臺工作站的畫面顯示分辨率，各臺工作站的畫面能滿屏顯示。

其次對各臺工作站的數據庫文件、畫面、和報表系統(tǒng)進行檢查，是否與現場運行的數據庫文件等一致，由于現場有增加測點的工作，如同步向量測點、事故跳閘信號、一次調頻信號等，需要對這些測點進行重點檢查，建議做好是將現場數據庫文件、報表和畫面等同步到新工作站中，避免出現文件不一致的情況。

再次是有側重點的對各臺工作站進行配置進行檢查。主站是整個上位機部分的核心設備，上下位機數據交換和運算、歷史數據的存儲均在主站上，故對新主機工作站重點檢查上下位機的通訊進程、歷史庫進程、邏輯運算進程和服務器進程是否配置正確。操作員站是運行人員使用的工作站，其重點是對用戶權限分配，操作員站上各個用戶具有不同的使用權限，如值長具有操作權限，值班員只有監(jiān)視權限。廠內通訊工作站通過八串口卡其他系統(tǒng)通迅，需重點檢查八串口卡的配置，其中串口1一般是與GPS通訊，檢查GPS進程配置正確，串口2與模擬屏通訊的模擬屏，檢查模擬屏通訊程序以及模擬屏通訊點表配置正確。廠外通訊機通過第三個網絡端口接入站內的與省調連接的Ⅰ交換機，重點檢查104通訊程序和遠動通訊點表的正確性。

最后上位機部分設備組成監(jiān)控上位機網絡后，各工作站的網絡運行情況，檢查方法一是在操作員站上通過強制測點狀態(tài)，檢查在各臺工作站的簡報窗口的測點動作信息是否正確；二是通過網絡命令 —ping 命令，檢查各臺工作站網絡工作正常。

因為工作站是24小時不間斷運行，建議在上位機各臺工作站檢查完成后，對各工作站進行為期一周的整機帶電運行檢測工作。

4.3 新主機與現地控制單元的動態(tài)調試

兩臺新主站的操作系統(tǒng)為Linux 6.5，與舊主站操作系統(tǒng)不一致，并且該廠的現地控制單元的CPU為施耐德昆騰系列的140 CPU43412A型CPU，CPU版本較早，為確保新主站的上下位機通訊程序的正確性，必須進行新主機與現地控制單元的動態(tài)調試，驗證上位機發(fā)令的可執(zhí)行性和現地控制單元執(zhí)行命令的正確性，及測點動作后工作站的簡報窗口能正確顯示測點動作信息。

正好此期間有一臺機組現地控制單元檢修，為保證控制單元對其控制回路有信號誤開出，解除該單元所以開出繼電器的控制電源。

動態(tài)測試需要搭建監(jiān)控網絡，需拆除現地控制單元內CPU與舊主站的光纖通訊，利用CPU上的網絡端口通過新交換機與新主站、新操作員站組成一個監(jiān)控系統(tǒng)，在操作員站進行下發(fā)停機到空轉指令，利用調試專用筆記本監(jiān)視CPU接收指令執(zhí)行情況，根據控制流程的要求對控制單元的各測點進行短接工作，模擬機組空轉流程的執(zhí)行過程，在操作員站上查看簡報信息是否與模擬的一致，證實新主站的上下位機通訊程序的正確性。

4.4 新工作站的安裝及投運工作

靜態(tài)和動態(tài)調試完成后，就可以進行新工作站的安裝及投運工作，由于兩臺新主站的操作系統(tǒng)為Linux 6.5，與舊主站操作系統(tǒng)不兼容，不能單機更換須整體替換；并且此次更換了上下位機通訊的交換機，需要將下位機的尾纖更換至新交換機。而監(jiān)控系統(tǒng)上位機部分不僅肩負著全電站的信號的集中顯示控制功能，還承擔著與省調的遠動通訊功能，工作站不能同時停機進行更換工作，只能盡可能減少廠外通訊機的停機時間，該工作需要先向省調提出遠動信息中斷的工作申請，得批復后才可開工。

為減少遠動數據通訊中斷的時間，本廠先將新主站的上位機部分組成新網絡，中控室替換一臺操作員站，舊上位機部分留下兩臺主站、兩臺廠外通訊機和一臺操作員站。先將停機熱備的機組控制單元的尾纖更換至新交換機，然后將新廠外通訊機連接至與省調連接的Ⅰ交換機上，在進行公用、開關站、運行的機組現地控制單元的尾纖更換工作；最后將第二臺新操作員站投運新網絡運行，完成整個上位機部分設備的替換。

更換工作要注意上下位機的尾纖的保護工作，由于監(jiān)控系統(tǒng)使用的多模尾纖，新交換機的尾纖需要重新熔接，并且監(jiān)控網絡均為雙網絡，切不能將A、B網的光纖弄錯，熔接錯誤的光纖會導致上下位機通訊失敗，上位機各工作站無法顯示對應現地控制單元的數據，所以在每個現地控制單元接入新網絡中后必須檢查對應畫面上顯示的模擬量數據是否與現場的一致，模擬量數據是否有變化，另通過ping 命令也可判斷網絡是否暢通。

所有現地控制單元接入新網絡中后，監(jiān)控系統(tǒng)上位機部分改造就完成了，可以投入運行工作，建議將舊主站保留帶電狀態(tài)，以防新主站出現異常時，可用舊主站代替新主站工作，待新系統(tǒng)運行一周無異?？蓪⑴f主站拆除。

結束語

恰甫其海水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機部分通過近半年的運行工作，未發(fā)現異常現象，運行人員也可通過上位機直接查看到現場電度表二次表讀數。新工作站也未出現以前的異?，F象。也希望本文能對其他水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的上位機部分改造工作能提供借鑒。

作者簡介：田海雁（1979年09月-）女，工程師，在新疆伊犁河流域開發(fā)建設管理局伊河電力有限責任公司電力試驗研究所，任自動化班班長一職。