調(diào)度控制系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)據(jù)高度集成的監(jiān)控系統(tǒng)，其將全廠所有設(shè)備的運(yùn)行情況以數(shù)字信號(hào)的方式進(jìn)行傳輸、保存。其主要功能有：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸與保存、歷史數(shù)據(jù)的調(diào)取與分析、語音報(bào)警提示與記錄和設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

　　摘 要：隨著電力行業(yè)的發(fā)展，大量數(shù)字化設(shè)備在電力企業(yè)中得到應(yīng)用，電力行業(yè)中的水電企業(yè)也由模擬時(shí)代走向了數(shù)字時(shí)代。水電企業(yè)的核心調(diào)度控制系統(tǒng)，如何最大限度地發(fā)揮出數(shù)字化設(shè)備優(yōu)勢(shì)，從而創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)成為人們研究的重點(diǎn)課題。筆者對(duì)該問題進(jìn)行了研究，總結(jié)出水電企業(yè)調(diào)度控制系統(tǒng)的基本配置和設(shè)計(jì)思路。

　　關(guān)鍵字：核心期刊論文發(fā)表,發(fā)展,數(shù)字,配置

　　一、調(diào)度控制系統(tǒng)的作用

　　值班調(diào)度人員通過調(diào)度控制系統(tǒng)對(duì)所管轄的機(jī)組、設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。由于全廠信號(hào)都集中在控制系統(tǒng)中，非特殊情況下只需要一個(gè)人就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠設(shè)備的管理，從而將現(xiàn)場(chǎng)工作人員從繁重的巡檢過程中解脫出來。

　　二、調(diào)度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

　　調(diào)度控制系統(tǒng)由多級(jí)分層控制方式(如現(xiàn)地級(jí)、電站級(jí))組成，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足現(xiàn)代企業(yè)“無人值班”的用人要求。電網(wǎng)調(diào)度中心通過廠站調(diào)度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)機(jī)組或廠站總負(fù)荷的電力調(diào)度，從而形成梯級(jí)流域全負(fù)荷調(diào)度，保持最佳運(yùn)行工況。

　　三、調(diào)度控制系統(tǒng)的基本硬件配置

　　(一)調(diào)度控制系統(tǒng)主控設(shè)備

　　1.通訊工作站兩臺(tái)，熱備用工作方式運(yùn)行，主工作站設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，備用工作站接替工作，自動(dòng)完成無擾動(dòng)切換。

　　2.操作員工作站兩臺(tái)，并行工作方式運(yùn)行，任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，都不影響其它計(jì)算機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行，并自動(dòng)完成部分運(yùn)行功能切換。

　　3.獨(dú)立運(yùn)行的語音報(bào)警與數(shù)據(jù)庫(kù)前端工作站一臺(tái)，完成當(dāng)?shù)卣Z音報(bào)警服務(wù)、當(dāng)?shù)貓?bào)警記錄查詢、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控歷史數(shù)據(jù)檢索與報(bào)表制作等功能。

　　4.獨(dú)立運(yùn)行的全站同步時(shí)鐘系統(tǒng)一套，為調(diào)度控制系統(tǒng)提供統(tǒng)一的全廠時(shí)鐘信號(hào)。

　　(二)調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

　　1.冗余配置、負(fù)荷平衡方式運(yùn)行的兩組網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備，正常情況下，主網(wǎng)、備網(wǎng)負(fù)載平衡運(yùn)行，主網(wǎng)(備網(wǎng))出現(xiàn)故障時(shí)，所有負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備網(wǎng)(主網(wǎng))運(yùn)行，故障排除后，恢復(fù)負(fù)載平衡運(yùn)行，運(yùn)行方式無擾動(dòng)切換。

　　2.單模光纜、多模光纜、超五類雙絞線等傳輸介質(zhì)。

　　3.機(jī)柜與附件、配線架、理線架、光纖接續(xù)箱、光纖尾纖、耦合器、線槽等網(wǎng)絡(luò)器材。

　　(三)調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)防護(hù)隔離設(shè)備

　　電力企業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換必須要嚴(yán)格執(zhí)行電力企業(yè)二次系統(tǒng)計(jì)算機(jī)安全防護(hù)的要求，調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，需要配置分區(qū)交換機(jī)、橫向隔離傳輸、縱向加密認(rèn)證裝置、信息傳輸服務(wù)器和IDS系統(tǒng)。

　　(四)調(diào)度控制系統(tǒng)同步時(shí)鐘設(shè)備

　　為形成調(diào)度控制系統(tǒng)的統(tǒng)一時(shí)鐘，需要在廠站及集中控制中心各自建立獨(dú)立的全區(qū)同步時(shí)鐘系統(tǒng)。各級(jí)均由同步時(shí)鐘系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘同步由GPS和北斗星定位系統(tǒng)衛(wèi)星配置實(shí)現(xiàn)。

　　(五)調(diào)度控制系統(tǒng)UPS電源設(shè)備

　　UPS電源配置為容量3kVA的一套主系統(tǒng)和同等容量的一套備用系統(tǒng)，無論是配置方式還是容量設(shè)計(jì)，都不能滿足新監(jiān)控系統(tǒng)的電源配置要求。按滿足設(shè)備啟動(dòng)暫態(tài)電流、連續(xù)運(yùn)行、主備方式等要求，重新配置UPS電源系統(tǒng)。

　　(六)調(diào)度控制系統(tǒng)的調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸

　　為實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度中心的數(shù)據(jù)傳輸，需要在調(diào)度控制系統(tǒng)中安裝遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理機(jī)，廠站的調(diào)度數(shù)據(jù)通過配置由管理機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給電網(wǎng)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。

　　四、調(diào)度控制系統(tǒng)的軟件配置

　　(一)操作系統(tǒng)

　　1.ArchestrA 體系結(jié)構(gòu)的顯著特征，不僅是保留Client/Server結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制，還在系統(tǒng)中增加了Peer To Peer結(jié)構(gòu)，為用戶提供可靠的、分布式的點(diǎn)到點(diǎn)通信ArchestrA 體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)了集中化應(yīng)用或高度分布的點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用。應(yīng)用中的每臺(tái)工作站或服務(wù)器都是全球聯(lián)網(wǎng)的域名空間的一部分，這種域名空間允許把應(yīng)用自由地分布到系統(tǒng)中的全部工作站上，對(duì)于數(shù)據(jù)源位置沒有限制，也不存在依賴性。

　　2.調(diào)度控制系統(tǒng)按照統(tǒng)一的IP地址分配，作為IAS系統(tǒng)支持平臺(tái)，調(diào)度控制系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通常采用MicroSoft Windows Server 2003 和Windows XP + SP2，基于控制中心的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)Client / Server式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與各級(jí)廠站操作系統(tǒng)平臺(tái)的無縫集成，接受位于控制中心的域控制器的目錄服務(wù)，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控歷史數(shù)據(jù)記錄的存儲(chǔ)、管理、檢索服務(wù)來自位于控制中心的工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

　　3.通訊工作站、操作員工作站、語音報(bào)警與數(shù)據(jù)庫(kù)前端工作站均安裝MicroSoft Windows Server 2003企業(yè)版，域角色為工作站。

　　4.域控制器中包含活動(dòng)目錄數(shù)據(jù)庫(kù)的可寫副本，參與活動(dòng)目錄復(fù)制并控制網(wǎng)絡(luò)資源的訪問。也就是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理用戶與域的交互，包括用戶登錄過程、身份驗(yàn)證和目錄搜索。系統(tǒng)管理員能夠管理用戶帳號(hào)、網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限、共享資源、站點(diǎn)拓?fù)湟约皝碜阅夸浟謨?nèi)任意域控制器的其他目錄對(duì)象。

　　(二) (二)實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)

　　1.監(jiān)控系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)，主要有： Wonderware ISA系統(tǒng)。包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支持軟件Platform、IDE、GR，可視節(jié)點(diǎn)軟件Intouch View等環(huán)境軟件;Wonderware InSQL系統(tǒng)，包括工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件InSQL，Microsoft Office，數(shù)據(jù)庫(kù)前端軟件ActiveFactory。

　　2.系統(tǒng)功能軟件按下述節(jié)點(diǎn)配置：操作員工作站，在電站主控級(jí)為運(yùn)行人員提供的操作、監(jiān)視和設(shè)定界面。運(yùn)行值班人員通過監(jiān)控畫面對(duì)電廠的生產(chǎn)以及設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和操作控制。配置Wonderware ISA系統(tǒng)的Intouch View節(jié)點(diǎn);通訊工作站，提供數(shù)據(jù)引擎和對(duì)象服務(wù)，配置Wonderware ISA系統(tǒng)的Platform節(jié)點(diǎn)。

　　3.語音報(bào)警與數(shù)據(jù)庫(kù)前端工作站：語音報(bào)警服務(wù)，通過畫面及語音提示，提供監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信息�？膳渲肳onderware ISA系統(tǒng)的Intouch Alarm節(jié)點(diǎn);數(shù)據(jù)庫(kù)前端服務(wù)，用于檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)，制作生產(chǎn)報(bào)表。配置Wonderware ActiveFactory9.0軟件。

　　(三)監(jiān)控應(yīng)用開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)

　　高級(jí)語言環(huán)境Visual Studio.net、Visual Studio 6.0，專用語言環(huán)境PowerBuilder10.0，MS Office2003，BM85模塊輔助開發(fā)支持工具。

　　(四)實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)用程序

　　實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)下運(yùn)行的應(yīng)用程序：高級(jí)語言環(huán)境、專用語言環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)用程序;報(bào)表、報(bào)告編寫工具;現(xiàn)地監(jiān)控應(yīng)用程序;其他應(yīng)用程序和接口程序。

　　五、調(diào)度控制系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)配置

　　通信系統(tǒng)的可靠性決定了整套系統(tǒng)的可靠性，通信系統(tǒng)的通頻帶寬度對(duì)整套系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性有極大影響。為滿足通信系統(tǒng)的可靠性要求，需采用雙光纖以太網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，在這種方式中即使某一段光纜全部中斷也能保證整個(gè)通訊系統(tǒng)的正常工作。通常主干網(wǎng)通信速率1000M，站內(nèi)通訊速率為100/1000M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，接口符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，通信協(xié)議采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞超五類線和光纜。

　　當(dāng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)某個(gè)差錯(cuò)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取安全措施，如自動(dòng)要求重發(fā)該數(shù)據(jù)、切除故障設(shè)備或切換至冗余的裝置等。保持通信網(wǎng)絡(luò)安全、正確運(yùn)行。

　　系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理驅(qū)動(dòng)程序采用數(shù)據(jù)流量動(dòng)態(tài)平衡控制管理，保證所有的數(shù)據(jù)流流量在冗余的雙網(wǎng)之間動(dòng)態(tài)平衡，有效地降低網(wǎng)絡(luò)通訊的負(fù)荷率，提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。當(dāng)其中有一條網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障后，所有數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)換到正常工作的網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。

　　通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)在達(dá)到功能和性能要求外，考慮預(yù)留20%以上的硬件接口裕量和通頻帶裕量，以滿足可擴(kuò)性要求。

　　六、調(diào)度控制系統(tǒng)的配置原則

　　調(diào)度控制系統(tǒng)的配置采用開放式、全分布計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。各現(xiàn)地控制單元之間采用100Mbp雙冗余光纖以太網(wǎng)，即使一組光纜中斷也不會(huì)導(dǎo)致通訊中斷，以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，利用各現(xiàn)地控制單元的MB+網(wǎng)絡(luò)接口組成現(xiàn)地設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用模塊化、分布式結(jié)構(gòu)，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，不會(huì)因任何一個(gè)器件發(fā)生故障而引起系統(tǒng)癱瘓或誤操作。同時(shí)便于系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)，分布實(shí)施，滿足整個(gè)工程進(jìn)度的需要。梯調(diào)中心設(shè)域控制器和額外域控制器，采用Windows Server 2003操作系統(tǒng)，其它計(jì)算機(jī)配置為成員服務(wù)器或工作站，構(gòu)成Client/ Server結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置。域控制器和額外域控制器安裝主、備 DNS服務(wù)器，提供域名解析服務(wù)。系統(tǒng)平臺(tái)為成熟的標(biāo)準(zhǔn)漢化系統(tǒng)，采用全中文界面，方便用戶的運(yùn)行和維護(hù)。整個(gè)控制可設(shè)置為三級(jí)控制方式：現(xiàn)地控制級(jí);電站控制級(jí)，在操作員站上操作;遠(yuǎn)方控制級(jí)，在控制中心操作。這三種方式的控制權(quán)按控制優(yōu)先級(jí)排列，現(xiàn)地控制優(yōu)先級(jí)最高，電站控制優(yōu)先級(jí)居次，控制中心優(yōu)先級(jí)最低。某一時(shí)刻只有一種控制方式有效，所有操作記錄均存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。各現(xiàn)地控制單元的網(wǎng)絡(luò)配置均以冗余網(wǎng)絡(luò)配置的分布式PLC主控單元為核心，實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)交換機(jī)直接聯(lián)網(wǎng)，完成現(xiàn)地控制。可以通過以太網(wǎng)對(duì)所有現(xiàn)地邏輯控制單元進(jìn)行離線或在線的修改，顯示界面的組態(tài)語言符合IEC-1131標(biāo)準(zhǔn)，采用功能塊方式，可以在線顯示每個(gè)功能塊的輸入、輸出(包括模擬量和開關(guān)量)，方便系統(tǒng)維護(hù)和調(diào)試。

　　七、結(jié)束語

　　調(diào)度控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮數(shù)據(jù)共享后的利用率，最大滿足現(xiàn)場(chǎng)的需求，將隱形的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直觀的易讀數(shù)據(jù)，盡量將數(shù)據(jù)集中分析，以便更好地發(fā)現(xiàn)問題。

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