燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)設計

陳洪剛 廖成勝 李奇 宋泉訓

摘要：隨著燃氣發(fā)電機組電氣系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，燃氣發(fā)電站對于集中監(jiān)控的要求越來越高。針對燃氣發(fā)電站的特點，設計了基于工業(yè)以太網的燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)。電站值班人員通過監(jiān)控系統(tǒng)可實現對現場機組實時運行狀態(tài)監(jiān)測、歷史數據及曲線查詢、蝶閥開度控制等。經過發(fā)電站實際應用，系統(tǒng)監(jiān)測數據全面、操作簡單實用、運行穩(wěn)定可靠，實現了對燃氣發(fā)電站的實時監(jiān)測與控制功能。

關鍵詞：燃氣發(fā)電站;中央監(jiān)控;工業(yè)以太網;PLC

Abstract：With the improvement of the electric system automation in gas generator，gas power station require more and more centralized monitoring. According to the characteristics of gas power station，a central monitoring system of gas power station based on Industrial Ethernet is designed. Through the monitoring system，the on-duty personnel of the power station can realize real-time operation status monitoring， historical data and curve query，butterfly valve opening control and so on. Through the practical application of the power station， the system monitoring data is comprehensive，simple and practical，stable and reliable operation，and the real-time monitoring and control function of the gas power station is realized.

Key words：gas power station; central monitoring system; industrial ethernet;PLC

引言

隨著燃氣發(fā)電機組電氣系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，燃氣發(fā)電站對于集中監(jiān)控的要求越來越高。燃氣發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)可以實現對發(fā)電站多臺燃氣發(fā)電機組的集中控制和數據顯示，方便對燃氣發(fā)電機組的集中管理和控制。同時，可以記錄燃氣發(fā)電機組的運行參數和報警參數，當燃氣發(fā)電機組出現故障時，可以通過查詢歷史數據分析故障產生的原因。

本文設計的燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)以亞控組態(tài)軟件為基礎，結合腳本語言開發(fā)，采用具有C/S（客戶機/服務器）結構形式的計算機網設計。

1 燃氣發(fā)電機組自動控制系統(tǒng)總體架構

燃氣發(fā)電機組自動控制系統(tǒng)主要由三部分構成，第一部分為燃氣發(fā)電機組配備的各種檢測儀表，包括轉速傳感器、壓力傳感器、熱電偶、熱電阻等;第二部分為西門子PLC及科邁控制器，兩個控制器根據采集到的轉速、功率、壓力、溫度等參數對機組電子調速器、電動蝶閥、勵磁板等做出相應調試實現機組控制;第三部分為機組中央監(jiān)控系統(tǒng)，中央監(jiān)控系統(tǒng)主要有機組實時數據監(jiān)測、故障報警、歷史數據查詢、輔助控制等功能。

2 燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)網絡架構設計

燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)一般配備2個服務器，一個服務器A作為IO服務器，另一個服務器B作為登錄服務器、報警服務器、歷史記錄服務器、WEB服務器;客戶機數量需根據現場情況而定。具體網絡架構圖如圖1所示。

IO服務器：負責上位機及PLC的通訊，進行數據采集。

登錄服務器：擁有網絡中唯一的用戶列表，負責身份驗證及用戶信息的存儲。

報警服務器：負責存儲報警信息。

歷史記錄服務器：負責歷史數據存儲。

WEB服務器：進行WEB發(fā)布時，負責提供瀏覽服務的站點。

客戶機：被指定為客戶機的站點可以訪問其指定的IO服務器、報警服務器、歷史數據服務器。

3 燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)功能設計

燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)用于在監(jiān)控室內實時讀取電站所有的機組運行數據、發(fā)電質量數據、發(fā)電總量、總運行時間、外圍設備運行狀態(tài)等信息，并實現在監(jiān)控室內對電站所有機組的遠程操作，實現電站機組的集中式管理和歷史信息存儲。

3.1實時監(jiān)控畫面設計

設計的實時監(jiān)控畫面主要分為以下區(qū)域：

1.排溫、水溫數據區(qū)：以柱狀圖的形式實時顯示機組的排溫和水溫，正常運行時柱狀圖為綠色，溫度過高時柱狀圖變?yōu)榧t色并報警;

2.發(fā)電質量數據區(qū)：實時顯示發(fā)電機的三相電壓、三相電流、功率因數;

3.機組重要參數數據區(qū)：實時顯示機組當前轉速、濾前油壓、濾后油壓、冷卻水壓、燃氣壓力、曲軸箱通風壓力、油溫、水溫等數據;

4.閥體開度顯示與控制區(qū)：實時顯示調速器開度、燃氣蝶閥開度、空氣蝶閥開度，且可以通過按鈕調節(jié)閥體的開度，“++”“--”1次閥體變化2度;“+”“-”1次閥體變化1度;

5.功率設定、顯示區(qū)：設定機組的目標功率，機組在自動控制模式下機組將自動控制功率在目標功率±15kW以內，且實時顯示機組的運行功率;

6. 報警顯示和報警確認區(qū)：當機組存在任何報警時，報警顯示區(qū)實時顯示報警信息，且通過點擊“報警確認”按鈕可5分鐘暫時屏蔽聲光報警，直到當前報警恢復;

7.停機按鈕：按下停機按鈕實現機組分閘、停機。

監(jiān)控系統(tǒng)主畫面實時監(jiān)控圖如圖2所示。

3.2系統(tǒng)安全管理設置

安全保護是監(jiān)控系統(tǒng)不可忽視的問題，設計的監(jiān)控系統(tǒng)對工程進行了加密，打開工程時需要輸入正確密碼才能進入該工程。對畫面上的按鈕也進行了訪問權限設置，給操作者分配訪問優(yōu)先級和安全區(qū)，運行時當操作者的優(yōu)先級小于對象的訪問優(yōu)先級或不在對象的訪問安全區(qū)時，該對象不可訪問。

3.3報警查詢處理設計

中央監(jiān)控系統(tǒng)通過 ODBC 數據源將報警信息存儲到數據庫中，因此我們必須先建立ODBC數據源，數據庫以及 ODBC 數據源定義完成后，通過插入通用控件“KVADODBGrid Class”、日歷控件“Microsoft Date andTime Picker Control”，編寫查詢按鈕命令語言實現歷史報警記錄查詢。

3.4報表查詢及保存打印功能設計

通過報表控件、日歷控件，編寫查詢按鈕、保存按鈕、打印按鈕命令語言，監(jiān)控系統(tǒng)可以實現機組運行各定義參數日報表查詢，并且可以以.XLS格式保存，連接打印機打印。

4 結語

本中央監(jiān)控系統(tǒng)采用Windows7操作系統(tǒng)，以亞控組態(tài)軟件為基礎設計開發(fā)，利用工業(yè)以太網，設計了燃氣發(fā)電站中央監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式網絡結構，與傳統(tǒng)的單機監(jiān)控系統(tǒng)相比，分布式網絡結構能夠大大減少服務器的運行負擔，提高了整個監(jiān)控系統(tǒng)的通訊速度，使客戶機操作更為流暢、實時性更強。電站現場PLC與中央監(jiān)控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網進行通訊，實現了機組運行數據的動態(tài)監(jiān)控，并且具有實時報警、歷史報警查詢、歷史數據查詢、歷史數據保存、歷史數據打印、實時曲線展示、歷史曲線展示等功能。中央監(jiān)控系統(tǒng)功能全面，人機界面美觀，操作簡單方便，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，在燃氣發(fā)電站具有較高的應用價值。

參考文獻

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作者簡介：陳洪剛（1990～），男，漢，山東淄博，本科，主要研究方向為燃氣發(fā)電技術。