1輔助車間監控網絡化和集中控制若干問題
　　
　　1.1覆蓋范圍
　　
　　從提高火電廠管理水平和發揮整體效益來看，將全廠輔助車間控制點集中為一個是zui有利的。對于新廠而言，從總體設計階段開始還是易于實現的，象正在建設中的寧夏石嘴山電廠擴建正是按此全新思路設計的。但是由于各個電廠特別是一些老廠的技術水準、人員素質、設備狀況等參差不齊，要這些電廠做到全廠輔助車間聯網、只設一個監控點還是有困難的。
　　
　　大型火電廠輔助工藝子系統約有40多個，要實現輔助車間的減人增效、提高生產的經濟性、安全性和自動化水平，首先應著眼于那些工藝相對復雜、運行可靠性要求高、工藝過程相近而運行管理機構重復的子系統。像化學水處理車間就包括了凈水預處理、反滲透、補給水處理、凝結水精處理、汽水取樣、加藥、廢水處理、凈水站、綜合泵房、循環水補水處理等子系統；除灰車間包括了爐底除渣、干灰氣力輸送、石子煤、電除塵、水力輸送、灰庫貯存、灰漿泵房、脫水倉、干灰增濕轉運等子系統。在早期投運的電廠中這些子系統大部分是一個子系統一個監控點，形成值班人員眾多、監控裝置繁雜、運行管理水平低下的局面。因此，火電廠輔助車間監控網絡化和集中控制應首先做到按水、灰、煤三個車間實現集中監控與網絡化。對于新建電廠，在2000年示范電廠模式設計要求以及新版火力發電廠設計技術規程中明確提出：“火電廠相鄰的輔助生產車間或性質相近的輔助工藝系統宜合并控制系統及控制點，輔助車間控制點不宜超過三個（輸煤、除灰、化水），其余車間均按無人值班設計。”對于老廠輔助車間監控網絡化和集中控制的改造也應該參照這一原則進行為好
　　
　　1.2輔助系統集中控制方式
　　
　　輔助系統的集中控制方式有單元控制室控制和輔助車間控制室控制兩種。
　　
　　單元控制室控制又可分為下列兩種方式：一種是輔助系統信號接入DCS，通過DCS操作員站直接監控輔助系統運行；一種是在單元控制室另設獨立的輔助操作員站進行監控，輔助系統信號不進入DCS。目前這兩種方式均有應用，前者只在輔助系統采用DCS組成監控系統時采用；后者則應用較多。由于水、灰、煤三個系統的信息量都很大，I/O總量多達2000～6000點，CRT畫面也很多，直接接人DCS不僅經濟上不合理，對DCS安全性也構成威脅，加之要求管理水平與運行人員素質有較大的提高等原因，所以采用另設輔助系統操作員站的方式還是適宜的。在單元控制室設輔助系統操作員站還應充分考慮到主、輔系統之間可能出現的相互干擾，在老廠改造項目中應避免這一問題。
　　
　　采用輔助車間控制室控制也有兩種方式：一種是水、灰、煤車間將各自所屬子系統分別聯成三個獨立的網絡，并通過相互獨立的三個集中控制室監控。另一種是兩個或三個車間組成一個網絡，在一個集中控制室進行監控。上述兩種方式各有利弊，前者無需改變現有管理體制，便于管理、維護和檢修，尤其適合老廠改造。后者從理論上講可更合理利用監控系統資源和大幅減人增效，但從已采用這一方式的電廠實際運行效果來看還是有差距的。這是因為水、灰、煤三大輔助車間專業性質差別較大、地理位置距離較遠、設備冗雜、控制對象操作頻繁、現場轉動機械和傳感器故障率較高、有一些項目（如：煤、灰、水樣分析）尚需人工協助，無法實現在線監控，因此在目前傳統的工藝系統設計和管理模式下還難以實現資源的充分利用。
　　
　　無論是在單元控制室還是在輔助車間控制室集中控制，已經過改造的電廠具有兩個共同的特點：一是控制點上位機均可與掛在網上各子系統的PLC進行通訊，實現信息共享；二是保留各子系統原有的上位機，作為調試或集中控制點監控失效時的備用手段。
　　
　　5.3網絡結構
　　
　　與機爐DCS網絡一樣，輔助車間監控結構分為管理層、監控層、控制層、I/O層。I/O層與控制層之間的網絡（驅動級網絡）由PLC廠商提供網絡。控制層與監控層之間的網絡（控制級網絡）也多數采用PLC廠家的網絡，少數采用Ethernet等網絡，以保證信息傳輸的實時性要求。監控層與管理層之間的網絡（管理級網絡）作為監控系統的主干網通常選用Ethernet網絡，根據信息量的多寡選擇100Mbps或10Mbps速率。由于每個主要輔助車間監控對象信息量一般都超過2000點，而且輔助系統操作頻繁，信息通訊量大，采用常規共享Ethernet易造成網絡堵塞，因此宜采用全雙工交換式工業控制用Ethernet。
　　
　　網絡拓撲結構的選擇應根據輔助車間集中控制的覆蓋范圍、網絡化是否分步實施、PLC使用型號等因素綜合考慮。如果一個輔助車間設立一個控制點、各子系統使用同一型號PLC時控制級和管理級網絡宜采用總線型拓撲結構，這種網絡施工和維護都比較方便，但為解決這種結構形式網絡若發生故障會影響整個網絡安全的問題，通常都采用冗余結構，這對于作為主干網的管理級網絡尤為重要。當煤、灰、水三個車間只設立一個控制點或各系統使用多種型號的PLC或網絡化工作分步實施時，控制級和管理級網絡宜采用星型拓撲結構。這是因為星型網絡易于檢測和隔離故障、易于擴展和重新配置。由于星型結構采用交換機技術，可以保證網絡中各節點有較高的信息交換速率，對于多輔助車間聯網非常適合。星型網絡中的主交換機（管理級）是全網信息中心，為保證網絡安全應冗余設置。有條件的電廠還可冗余配置各子工藝系統的分支交換機（控制級）。
　　
　　網絡通訊介質通常有STP（屏蔽雙絞線）、UTP（非屏蔽雙絞線）、同軸電纜、光纖。驅動級網絡一般用STP或同軸電纜；控制級網絡可用UTP、同軸電纜，也可用光纖；管理級則宜用光纖，由于光纖電纜抗*力強、傳輸距離遠、有較大的通訊帶寬，作為主干網通訊介質尤為適合，通常選用多模光纖電纜。
　　
　　5.4操作系統與監控軟件
　　
　　網絡應用的操作系統有Windows95、Windows98、WindowsNT、Windows2000幾種。目前以使用WindowsNT的居多，該系統開放性強、能支持各種硬件平臺、支持多種網絡協議標準、采用搶先式多任務多線程調度、具有良好的安全性和容錯能力，特別是支持各種客戶端機并具有廣泛和成熟的應用經驗。新推出的Windows2000據介紹在擴展性、網絡支持能力、性能等方面又有所提高，目前已有一些工程（如石嘴山電廠）選用，但需要積累應用經驗。問世的WindowsXP在功能、安全性方面又有改進。這兩種新操作系統將逐步取代WindowsNT。
　　
　　監控軟件應用得較多的有Inlution公司的FIX、iFIX軟件和Wonderware公司的Intouch軟件。此外像TA公司的AIMAX軟件、我國亞控公司的組態王軟件、210所的CFAerospace—D軟件等也有應用。無論哪一種監控軟件均應滿足這樣的基本原則：即保證常規的監控手段，提供網絡支撐、運行管理等功能。對于輔助車間監控網絡化而言，就意味著選用的監控軟件應支持選定的操作系統；通過數采、制表、報警和數據庫訪問等功能支持網絡監控瀏覽；具有集成化的開發平臺，以集成第三方應用程序；支持較多的硬件產品。
　　
　　5.5PLC選型
　　
　　表5所列的PLC產品在網絡支持能力和監控性能方面都適用于輔助車間監控網絡化和集中控制。電廠用戶可根據自己的工程情況進行選擇，新建電廠應選擇同一品種PLC；老廠改造擴展中宜盡量減少PLC的品種。在選擇PLC時，應選擇模塊支持較廣、CPU可熱備、網絡可冗余、支持遠程（現場）I/O的產品。
　　
　　5.6網絡化實施過程中應注意的問題
　　
　　（1）火電廠建設廠級實時監控信息系統（SIS）已提上日程，因此在建設輔助車間（系統）監控網絡和實施集中控制過程中，應預留與SIS網絡交換信息的通訊接口。對于將輔助車間實時監控網已與全廠MIS聯網的電廠應充分考慮網絡的安全性，應設置可靠的防火墻。
　　
　　（2）對于管理水平或運行維護人員素質較低、現場監控手段不完善的電廠，宜保留控制級（車間）上位機和適量的就地維護人員，不能一味追求減少人員或無人值班。
　　
　　（3）對于網絡接口設備、集線器、交換機以及傳輸介質應選用網絡產品制造商的成熟產品。
　　
　　（4）應選擇有火電廠應用PLC經驗、網絡設計與集成能力強、有業績、售后服務體系完善的國內供貨商（集成商）實施工程。
　　
　　2輔助車間監控技術改造的經濟性和效果
　　
　　2.1投資
　　
　　輔助車間由常規分散控制改造為監控網絡化和集中控制方式，由于要將所有監控項目改為計算機監控以及增加一些聯絡、聯鎖信號，因此PLC的I/O點要有少量增加，但因取消了常規控制表盤，由此增加的費用可以抵消或增加不多。網絡化和集中控制方式增加的投資主要用在通訊網絡建設和集中監控上位機與外圍設備的設置。根據德州電廠（新建2×660MW機組）和益陽電廠（新建2×300MW機組）的測算，按水、煤、灰三部分進行集中控制，增加的投資約在100萬元～120萬元人民幣之間，三個車間各自網絡部分所需投資分別占總增加費用的30％上下，而公用部分（如編程器、工具、組態軟件等）約占10％。嘉興電廠（2×300MW機組技術改造）原有水、灰兩個車間集中監控方案，網絡及上位機部分投資預計約在130萬元～140萬元。由于嘉興電廠是將兩種品牌、五種型號PLC聯網，要增加較多網絡協議轉換裝置，費用要相對多一些。此外由于網絡冗余配置情況、選用的網絡硬件、組態軟件不同，投資費用也會不同。
　　
　　2.2效果
　　
　　輔助車間實現監控網絡化和集中控制可以減少運行和維護人員，提高系統運行的可靠性和經濟性以及管理水平。
　　
　　已實施網絡化和集中控制的電廠都不同程度地收到了減人增效的效果。上海外高橋電廠除灰、除渣、化學水處理部分采用集中控制后，將原補充水、凈水、反滲透三個值班點合為一個，除灰、除渣系統實現無人值班。該廠4臺300MW機組按定額標準化學車間運行人員應定編34人，現僅需15人。又由于提高了加藥水平，降低了藥耗，*一項兩年中即可節約200多萬元，相當于該項技術改造的投資費用。益陽電廠進行煤、灰、水車間監控網絡化改造后，輔助車間值班點由改造前的16個降為4個，減員58人，每年*減少人員費用104萬元，輔助車間控制室面積也減少了200m2。
　　
　　3結論意見
　　
　　3.1火電廠輔助車間實現監控網絡化和集中控制可以提高輔助車間運行與管理水平、減少運行和維護人員，提高電廠運行的安全性和經濟性。輔助車間監控網絡化和集中控制是電廠實現綜合自動化的基礎，應加以推廣。
　　
　　3.2進行輔助車間監控網絡化技術改造應根據電廠原總體自動化程度、管理和運行水平、人員素質、設備可控性等因素確定方案，宜先從水、灰、煤三個車間進行改造。
　　
　　集中監控點的多少應根據電廠現行管理方式、改造施工難度等因素選定。通常輸煤系統宜獨立設置一個監控點，化水與灰渣系統則視距離的遠近分開或合并監控點。水、煤、灰三部分的集中監控點不宜多于三個。集中監控點的位置可以設在單元控制室也可設在輔助車間控制室，但應以不影響機組運行、有利于管理為前提。
　　
　　3.3應選擇有火電廠輔助車間監控網絡化工程經驗和PLC應用工程業績并有良好售后服務體系的中大型專業公司作為工程供貨商。
　　
　　應選擇*較高的生產廠商的品牌PLC和網絡產品。
　　
　　3.4火電廠輔助車間監控網絡化是一項綜合自動化工程，其基礎是每個受控子系統實現完善的自動化。因此在進行網絡化改造的同時，不應忽視各子系統自動化的完善與改造。對于技術條件；成熟、資金有限的電廠宜分階段實施技術改造。
　　
　　3.5輔助車間監控網絡化和集中控制技術推廣應用過程中，應加強各電廠經驗的積累、交流和推廣，為我國火電廠推行SIS和優化管理打好基礎。