电厂计算机监控网络通信论文

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一、计算机监控系统的概述

（一）计算机系统的监控对象

抽水蓄能电厂使用计算机监控的主要对象是厂房、地面开关站、上下水库、施工变电所等。主要监控设备有水泵水轮机、主变压器及其辅助设备、一套变频启动装置，此外，还有进水阀设备和所有的辅助设备，柴油发电机等机电设备。除了主要设备以外还有公用设备，主要是上水库和下水库的进水口闸门，还有水文测量系统和水位测量系统，压缩空气系统和供排水系统等。

（二）计算机监控系统的设计原则

抽水蓄能电厂的主要作用是为电网的调峰和调频提供保障。在设置控制系统的过程中首先应该考虑到电网的相关问题，其次应该对系统的性能价格比进行考虑，在设计过程中既要追求技术的先进性，又要遵循一定的设计原则。监控系统在进行方案设计时应该考虑四个原则，第一个原则是按照国际的先进水平进行设计，其设计的前提是满足可靠性和实用性的要求。其运行值班方式是无人值班或是少人值班的方式。为了保障监控的统一性，应该设置全场计算机监控系统，避免使用传统独立的常规集中监控系统。由于考虑到电厂的安全性和可靠性，还需要在设计的过程中外加简单的停机安全闭锁的功能，确保在紧急情况下系统的安全运行。对电厂的其他重要设备进行紧急处理时要使其满足可靠性的要求。第二个原则是采用分布式系统结构的形式，确保系统中一个设备发生故障时其他的设备仍然能够正常运行。第三个原则是保持系统的可靠性，采用环网配置的装置设置其监控网络。在运行的过程中，要使系统本身故障影响力适当减少，不能让系统本身的故障影响到环网的运行。第四个遵循的原则是实现计算机监控系统与多各系统的通信，主要的系统有电站系统、网调监控子系统、全场通风空调系统和电厂用电系统等。

（三）计算机监控系统的整体结构

抽水蓄能电厂的计算机监控采用的是开放式和分层分布两种结构的系统，外加全分布的数据库。在各个计算机中都有分布全场数据库和历史数据库，在LCU中还有各单元的数据库分布。在系统的各个环节点上还有系统功能的分布，任何一个节点都可以通过系统网络和其他节点通信。监控系统主要由三部分组成，首先是集控中心，其次是电站主控级，最后是现地控制单元。前两个部分在通讯时主要采用的是以太网，后两者之间采用的是以太环网的形式进行通讯，以太环网还可以协助三者进行数据的交换，采用这样的互联控制方式主要作用是实现三者之间的紧密联系，当主控级退出之后，仍然能够实现机组抽水启动。

二、电厂监控系统的网络通讯原理分析

（一）计算机监控系统中的H1网络通讯原理

H1网络是一种规范型的总线型系统，其在系统的开发过程中主要涉及到网络开发中的三个层次，分别是数据链据层、传输层和物理层。传输接口是研究部门自己开发的，符合规定形式的传输协议。H1网络系统具有两个主要的站点，其站点包含的位置是S5和S7系列PLC和计算机中。S5PLC是H1网上的一个单独的站点，主要通过通信协议处理器模块和其他站点进行通讯的。通信协议处理器模块（CP1430）对数据进行交换时主要采用的是RAM和PLC的控制程序。当控制器的通信有一定的需要时，处理器就会将不同程序的数据打包使其成为多个协议数据单元，然后使用局域网将数据单元发送给通信伙伴。对于远程通讯站点发送的相关信息也可以通过局域网使用CP1430进行接收，将接受的数据进行解码就能保证数据被不同站点接受。通过组态软件对CP1430进行配置一定程度上能够保障控制器接入到以太网。在电厂工作中，要实现工业以太网和计算机站点的通信，就需要配置一定的通讯处理设备，在通讯设备上面安装合适的通讯软件。计算机站点可以使用Hardnet和Softnet两种形式的通讯处理设备。其中Hardnet自身带有微处理器，可以有效减少计算机CPU上面的荷载，但是Softnet没有自身的微处理器。H1的网络通讯系统是一种点对点的通讯系统，对数据进行传输时需要将通讯者的参数进行匹配之后才能进行传输。在进行组态时，还需要设置接口好的作业号，通过这两者可以指明CP卡的通讯作业，然后通过CP卡的通讯作业进行数据传输。从而使得通讯作业的等级有所提高。

（二）计算机监控系统中的通讯程序

分析在计算机系统的监控体系下，可以将通讯系统分为三部分，首先是通讯报文的准备发送阶段，接受通讯报文阶段，网络通讯阶段。通讯报文的准备发送阶段的功能块主要有七个，分别是PB211、PB212、PB213、PB214、PB215、PB218、PB219。通过这七种功能块可以将数据格式进行转换，将转换过来的格式存储到相关模块当中。其次是通讯报文程序的接收阶段，在这一阶段中，主要是将接收到的通讯报文进行解压打包，然后再将其存放在一定的模块当中。最后一个部分是实现接收和发送的综合性能。为了确保通讯系统整体优势的发挥，可以通过网络对通讯系统进行组态，将各个数据点的存放位置进行有效的配置，对于各个系统的上级协议采取自定义的形式进行编制。使用下位机通讯程序将原有的相关功能进行代替，从而组成新型的应用协议。

三、结束语

文章简要介绍了抽水蓄能电厂上位机的升级中存在的一些问题，对H1网络的接入情况进行了分析，从网络的通讯原理和通讯数据的研究中得到网络技术的改造思路，为网络系统的升级打下了坚实的基础。

作者：董天波单位：广州蓄能水电厂