NC2000上位机系统在丹江口电厂的应用

2014-08-15刘燕陈琳

科技视界 2014年28期

刘燕陈琳

(1.丹江口水力发电厂，湖北丹江口 442700；2.汉江集团铝业公司，湖北丹江口 442700)

0 引言

丹江口水力发电厂位于湖北省丹江口市境内，是20世纪70年代初建成的中国第二大水力发电厂。电厂总装机容量为6×175MW，在湖北省电网中担任着调峰调频的重要任务。上一代计算机监控系统改造始于2001年，下位机采用南瑞公司自主研发的SJ-600现地控制单元，上位机系统采用南瑞公司基于UNIX的NARIAccess监控系统。

上位机不间断运行的8年期间，由于硬件老化严重、备品备件奇缺、历史数据库容量的限制跟不上设备更新改造的步伐等原因逐渐产生出一系列安全问题。为了消除安全隐患，保证安全发供电，我们于2009年初开始对上位机系统进行改造。由于下位机仅增加一套坝顶十八垮变电所现地控制单元，其余六台机组、开关站以及公用设备LCU的硬件配置没有改变，为了保证上下位机能够协调配合工作，我们选择了南瑞公司自主研发的NC2000上位机监控系统。该系统在NARIAccess监控系统软件的基础上进行了优化，采用CLIENT/SERVER体系结构，支持不同的硬件、操作系统及关系型数据库。

1 新系统的配置

1.1 硬件配置及功能

上位机系统(包括主计算机、操作员工作站、工程师工作站、生产管理工作站、厂内通讯工作站、远动通讯工作站、语音管理机及打印装置)通过双绞线上网，下位机LCU的CPU通过光纤上网，网络通讯协议是工业标准TCP/IP。

1.1.1 两台主机服务器为SUN SPARC T5140 Server，通过切换装置共用一台惠普TFT 7600集成式键盘和显示器。每台主机配置2块146GB 10000转SAS硬盘，8GB内存和一个主频为1.2GHz的UltraSPARC T2双核CPU。操作系统为Sun Solaris 10中文版。两台主机配置为双机双网互为热备冗余状态，同时也作为Mysql历史库存储节点。

1.1.2 一台工程师工作站和两台操作员工作站都选用SUN Ultra 24，硬盘容量250GB，内存为2GB，处理器为1个主频为2.3GHz的Intel Core 2 Quad Q8200。操作系统为Sun Solaris 10 x86。操作员站主要由运行值班人员进行开停机、负荷调整等日常操作与监视；工程师站主要由上位机维护人员进行数据库、报表、画面的修改工作。

1.1.3 一台生产管理工作站，选用惠普xw4600 WorkStation，操作系统为Windows XP。实现系统的数据管理及下位机PLC控制流程的更新与修改。

1.1.4 一台厂内通讯管理机，选用惠普xw4600 WorkStation，CPU为Intel Core 2 Duo E6550，内存为2GB，硬盘容量为160GB。操作系统为RedHat 9标准版。实现与检修、渗漏水泵、五防系统、电量工作站、MIS系统及GPS自动对时等系统的通讯，并预留与其它设备的通讯接口。

1.1.5 两台远动通讯机选用NARI SJ30-664通讯管理机，主要负责上位机系统与湖北省调度的数据通信。操作系统为RedHat 9(精简版)。

1.1.6 一台语音报警与OnCall工作站，选用惠普xw4600 WorkStation，操作系统为Windows 2000 server。其外围配置了一台HP LasterJet 5200n打印服务器，完成生产报表定时打印功能。还配置了一台上海邦明短信息发送装置，通过232串口与计算机连接，完成告警信息短消息自动发送的功能。

1.1.7 两台格雷特6K32TRC网管型交换机，模块化的配置满足大多数场合的需要，根据我厂实际情况，每台都配置了20个10/100 Mbps电口，12个LC接头的光口。

1.1.8 一台南京英奥科技有限公司生产的NIAST SZ-2UA GPS标准时钟同步设备。实现监控系统各节点计算机单元时钟与系统统一标准时钟同步。

1.1.9 电源系统：配置两套MTX系列10KVA-100KVA UPS电源系统，供监控上位机系统使用。

1.2 上位机系统软件结构及功能

1.2.1 监控软件安装

主机、操作员站安装了基于UNIX系统的NC2000软件，调度通讯机和厂内通讯机安装了基于Linux系统的NC2000软件，工程师站和语音报警工作站安装了基于WINDOWS系统的NC2000软件，并安装ONCALL及语音报警软件。

1.2.2 NC2000系统软件结构及功能

NC2000监控软件主要由前台人机交互程序和后台背景程序两部分组成。人机交互程序主要提供画面显示、报表、简报、曲线查询等交互式图形显示和操作功能；背景程序则提供计算机监控系统与各外部设备的通讯、NC2000数据库管理、历史数据库管理等各种后台处理过程。两部分程序通过组播方式交互数据。

新上位机系统采用双以太网络分层、分布开放系统结构，系统由光纤以太网络上分布的各节点计算机单元组成，软件主要由以下几部分组成：

厂站级控制子系统：实现全厂历史数据管理及AGC、AVC功能。人机接口子系统：完成对全厂机组、变压器、开关等设备实时运行监视和控制，事件报警。

通讯子系统：实现与调度、MIS和厂内外各外部设备的通讯。

现地控制单元子系统：共有九套，完成机组、开关站及公用设备数据采集，控制调节。

2 上位机系统改造过程

根据现场实际情况结合电厂检修计划，改造分多个阶段实施，按类别分为前期、中期、后期三个阶段。

前期改造过程中要保证电厂发电任务不受影响、改造任务稳步进行，必须新、老上位机系统并存，各自独立运行。首先完成新系统硬件、软件安装、网络搭建及主要功能测试。然后接入坝顶现地控制单元并做相关试验，全厂监控任务仍由老系统担任。

中期改造，首先完善新上位机系统数据库及相关配置和驱动，为LCU挂接做准备。然后将下位机LCU逐台接入新系统，并在试验完成后退回老系统运行。在这一阶段不会对电厂运行造成大面积影响，仅影响挂接那一台机组相关数据通讯。所有LCU全部做完接入试验后，可向调度提出申请进行新上位机系统与调度通讯静态调试，此时老上位机系统仍正常运行，与调度的通讯仍保持正常状态。

改造后期，所有LCU一次性接入新系统并做相应监控系统数据上送状态检查及控制试验；在这阶段，电厂需要提前向调度中心提交改造申请，由省调批复各台LCU连续停电计划，在最短时间内将各个LCU依次接入新系统，最终实现老系统退出、新系统取而代之。新上位机系统与调度通讯调试完成后可重新恢复监控系统与调度的数据互换。通讯恢复之后，与调度中心简单核对一下各类测点，即可投入运行。

整个上位机改造工作历时一年，涉及面广、复杂程度高，既有对老系统的处理，又有对新系统的配置，以及新系统与老下位机系统的对接，至2010年10月新上位机系统全部正式投运。