基于一體化平臺的可組態(tài)設備智能聯(lián)動研究

宋雨航，何建鋒，謝鳳祥

（國家能源集團大渡河大崗山水電開發(fā)有限公司，四川省雅安市 625409）

0 引言

隨著全球工業(yè)改革、推動技術和產業(yè)變革，互聯(lián)網(wǎng)及先進信息技術與能源行業(yè)融合[1]，電力行業(yè)設備聯(lián)動需求日益增強。原始各子系統(tǒng)由于接口標準不統(tǒng)一、通信協(xié)議不同等諸多問題制約，只能單獨自動化工作，形成信息孤島[2]，子系統(tǒng)的增多也加重了管理的復雜性。隨著大崗山水電站智慧電廠[3]建設的推進，匯聚所有生產管理數(shù)據(jù)，打通各子系統(tǒng)之間的壁壘，統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼規(guī)則，按照“標準化”存儲數(shù)據(jù)，為可組態(tài)設備智能聯(lián)動提供基礎。

1 總體框架及聯(lián)動原理

1.1 總體框架

可組態(tài)設備智能聯(lián)動由聯(lián)動策略、通信服務和數(shù)據(jù)庫三大部分組成，如圖1所示。聯(lián)動策略是聯(lián)系現(xiàn)場實際工作和可能出現(xiàn)的事故情況制定的方案，形成策略表，記錄聯(lián)動記錄，發(fā)送控制指令；通信服務包括門禁服務、監(jiān)控系統(tǒng)IMC和NC 3.0、通風服務和工業(yè)電視，傳輸數(shù)據(jù)和接受控制指令，動作設備；數(shù)據(jù)庫從數(shù)據(jù)入庫工具中獲取聯(lián)動記錄和讀取通風數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫供歷史查詢。

圖1 可組態(tài)設備智能聯(lián)動框架圖Fig.1 Configurable device intelligent linkage framework

1.2 聯(lián)動原理

可組態(tài)設備智能聯(lián)動依托于大崗山水電站設備一體化智能管控平臺，子系統(tǒng)發(fā)送心跳信號和控制信號，通信服務將接收到的信號封裝存入緩存供服務器緩存Memcached中的IodeDao調用[4]，聯(lián)動策略表讀取解析聯(lián)動配置策略；發(fā)出啟動策略掃描服務指令同時匹配緩存數(shù)據(jù)，根據(jù)信號狀態(tài)條件存入下發(fā)緩存ControldefDao中，供控制信號使用，下發(fā)動作指令，完成整個聯(lián)動過程。

2 聯(lián)動策略

2.1 工業(yè)電視系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動策略

2.1.1 與監(jiān)控系統(tǒng)重要操作信號聯(lián)動

聯(lián)動服務器與監(jiān)控系統(tǒng)通信，接受來自監(jiān)控系統(tǒng)的報警信號、流程啟動信號，能自動將畫面切換推送至顯示終端，并發(fā)出報警信息。

監(jiān)控子系統(tǒng)在重要操作信號動作時發(fā)出聯(lián)動信號，如1號機組開機流程，安全Ⅰ區(qū)聯(lián)動服務器在收到通知后根據(jù)預設的聯(lián)動策略啟動聯(lián)動流程，Ⅲ區(qū)工業(yè)電視子系統(tǒng)通過服務接口轉動攝像頭聚焦至1號機組水車室、1號機組GCB、1號機組發(fā)電機層、1號機組技術供水室、1號機組調速器油壓裝置等畫面預設位置并進行錄像。畫面顯示在重要操作聯(lián)動顯示區(qū)1和2上，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至流程結束。

2.1.2 與監(jiān)控系統(tǒng)事故信號聯(lián)動

監(jiān)控子系統(tǒng)在事故信號動作時發(fā)出聯(lián)動信號，如1號機組一般電氣事故動作，安全Ⅰ區(qū)聯(lián)動服務器在收到通知后根據(jù)預設的聯(lián)動策略啟動聯(lián)動流程，Ⅲ區(qū)工業(yè)電視子系統(tǒng)通過服務接口轉動攝像頭聚焦至1號機組水車室、1號機組GCB、1號機組發(fā)電機層、1號機組技術供水室、1號機組調速器油壓裝置等畫面預設位置并進行錄像。Ⅲ區(qū)門禁系統(tǒng)自動打開相關地點門禁，以節(jié)約事故處理時間，提高效率。發(fā)送OnCall報警信息至相關人員組（發(fā)送人員、信息內容）。

畫面顯示在事故聯(lián)動顯示區(qū)1和2上，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至事故處理結束。事故聯(lián)動流程圖如圖2所示。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)一般事故信號動作聯(lián)動Fig.2 Monitoring system general accident signal action linkage

2.2 工業(yè)電視系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)聯(lián)動策略

聯(lián)動服務器與門禁安防系統(tǒng)通信，實現(xiàn)對門點異常情況的圖像抓拍、監(jiān)視功能。當門禁安防系統(tǒng)發(fā)出報警或接收到現(xiàn)地有人員出入刷卡時，工業(yè)電視系統(tǒng)啟動現(xiàn)場附近攝像機，自動將畫面切換至人員活動區(qū)域或報警區(qū)域。

2.2.1 與廠房門禁系統(tǒng)信號聯(lián)動

工業(yè)電視與門禁系統(tǒng)部署在安全Ⅲ區(qū)，聯(lián)動服務器與門禁安防系統(tǒng)通信，實現(xiàn)對門點異常情況的圖像抓拍、監(jiān)視功能。當門禁安防系統(tǒng)發(fā)出報警或接收到現(xiàn)地有人員出入刷卡時，工業(yè)電視系統(tǒng)啟動現(xiàn)場附近攝像機，自動將畫面切換至人員活動區(qū)域或報警區(qū)域。

畫面顯示在門禁聯(lián)動顯示區(qū)，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至事故處理結束。

2.2.2 與周界報警信號聯(lián)動

工業(yè)電視與門禁系統(tǒng)部署在安全Ⅲ區(qū)，聯(lián)動服務器與門禁安防系統(tǒng)通信，實現(xiàn)對門點異常情況的圖像抓拍、監(jiān)視功能。當門禁安防系統(tǒng)發(fā)出報警或接收到現(xiàn)地有人員出入時，工業(yè)電視系統(tǒng)啟動現(xiàn)場附近攝像機，自動將畫面切換至人員活動區(qū)域或報警區(qū)域。

畫面顯示在門禁聯(lián)動顯示區(qū)，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至報警消失。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)與通風系統(tǒng)聯(lián)動策略

聯(lián)動服務器與設備一體化管控平臺通信，獲取通風控制系統(tǒng)信息，監(jiān)視通風設備運行狀態(tài)和報警信息。上位機可以單點啟動或關閉風機也可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況自動啟動或關閉風機。例如：當檢測到GIS室六氟化硫濃度超標或者GIS室門禁開啟，自動啟動GIS室風機。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)與振擺在線檢測系統(tǒng)聯(lián)動策略

聯(lián)動服務器與計算機監(jiān)控系統(tǒng)通信，獲取振擺在線監(jiān)測系統(tǒng)信息，采集機組運行狀態(tài)和報警信息，并生成報表和曲線。當振擺在線監(jiān)測系統(tǒng)報警時，監(jiān)控系統(tǒng)的報警信號通過聯(lián)動服務器傳送到設備一體化管控平臺，后者根據(jù)聯(lián)動策略從后臺數(shù)據(jù)庫調出振擺相關的報表和曲線顯示在智能一體化管控平臺的前臺Web上，可供工作人員查看。

2.5 監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、工業(yè)電視、門禁系統(tǒng)聯(lián)動策略

聯(lián)動服務器與計算機監(jiān)控系統(tǒng)通信，采集消防系統(tǒng)各部位火災報警信號，以及雨淋閥、氣體滅火裝置等滅火設備的運行狀態(tài)信號和報警信號。當發(fā)生火災時監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號、工業(yè)電視自動巡視相關區(qū)域，關閉送風機、開啟排煙風機、關閉防火閥。聯(lián)動服務器與門禁及安防系統(tǒng)通信，當發(fā)生火災并得到確認后，可在管理工作站或管理工作子站上控制打開需要開啟的通道門以供逃生，也可自動打開所有事先設置好的門（如各層消防通道門）。

3 現(xiàn)場應用情況

將大崗山中控室大屏幕左側工業(yè)電視顯示區(qū)定為來聯(lián)動顯示區(qū)，右側定為日常顯示區(qū)，如圖3所示。

圖3 聯(lián)動顯示區(qū)分配Fig.3 Linkage display area allocation

根據(jù)工業(yè)電視聯(lián)動功能將聯(lián)動顯示區(qū)進行細化，分為事故聯(lián)動顯示區(qū)、重要操作聯(lián)動顯示區(qū)、告警信號聯(lián)動顯示區(qū)、門禁聯(lián)動顯示區(qū)、消防聯(lián)動顯示區(qū)，如圖4所示。若聯(lián)動畫面較多，則畫面顯示20s后自動切換。若無聯(lián)動信號動作，則顯示日常監(jiān)視畫面。

優(yōu)先級：當事故信號、重要操作信號、消防信號、門禁信號、五防操作信號同時聯(lián)動同一個攝像頭時，以事故信號、消防信號、重要操作信號、門禁信號的順序依次顯示。

圖4 聯(lián)動顯示區(qū)各屏幕細分Fig.4 Linkage display area screen subdivision

可組態(tài)設備智能聯(lián)動功能于2018年9月在大崗山水電站成功應用，充分將獨立子系統(tǒng)聯(lián)動，消除了信息孤島、獨立工作、管理復雜等問題，可追溯歷史故障情況，便于分析原因，提高了電站設備智能化水平和運維效率。

4 結束語

可組態(tài)設備智能聯(lián)動功能基于一體化平臺編程環(huán)境，將需要進行系統(tǒng)聯(lián)動的輸入輸出數(shù)據(jù)進行匯集，形成中心管理平臺，將監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等接入聯(lián)動服務器。相比以前各系統(tǒng)的單獨自動化工作，可組態(tài)設備智能聯(lián)動能夠打通不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壁壘，統(tǒng)一不同系統(tǒng)之間的通信規(guī)約；能夠以多種途徑呈現(xiàn)結果，如工業(yè)電視墻、一體化平臺Web等。本文介紹的可組態(tài)設備智能聯(lián)動方案2018年9月在大崗山電廠成功實施，運行狀況良好，顯著提高了電站設備運維效率，具有良好的推廣應用前景。