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蚌埠热电厂实时监测信息管理系统改造 |
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| 蚌埠热电厂实时监测信息管理系统改造 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 16:59:51  |
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1 前言
蚌埠热电厂是国家“六五”期间重点节能项目，拥有两台220t/h煤粉炉，两台2.5万kW供热机组，一台3万kW后置机，总装机容量8万kW。为了保证机组的安全经济运行，95年初我厂与山东大学威海分校共同建成远动监测系统，对电气、热工专业所涉及的重要的实时数据、脉冲电度、开关、刀闸信号、保护信号进行实时监测。由于共地干扰等原因，该系统部分热工信号无法正常采集。97年底，为适应市场发展及经济运行考核的要求，对远动监测系统进行了改造，将原来的单机三屏监测系统(iES400)，改为总线拓朴结构星形分布网络系统。98 年在引进航天工业总公司207研究所研制的远程热网监测系统(DNA21C)的同时，采用其多路隔离器解决了远动监测系统热工量采集的干扰问题，并将两套系统融为一体，从而形成了有线、 无线采集，双域双网互联，独特有效的网络模式。
2 改造前所存在的问题
a.监测系统的采集部分为Es60系统，采集的是标准的电压、电流模拟量，由于采用单端输 入共地模式，抗干扰能力差，部分热工信号无法正常采集。
b.监测系统的硬件结构单一，调度台通过视频线缆和RS232串口传输信号，传输距离受限制 (＜100米)，由于是单机系统，可靠性、连续性没有保障，扩展较难。
c.监测系统软件采用DOS操作系统平台，界面效果差，组态单调，故障率高，死机现象时有 发生，影响系统的正常运行。
d.应用软件由于受操作平台的限制，功能简单，无法满足生产调度及管理的要求，例如计 划曲线要求每15分钟下发一个计划值，该系统只能提供每小时一个计划值，精度差，报表功 能单一，只能进行普通的存、取、累计运算。
e.由于热工、热网参数无法正常采集监测，给生产管理带来相应的难度，尤其是热网供汽 ，依靠人工巡线、抄表，没有准确的依据，管损管漏严重。
3 改造的原则及措施
3.1 热工参数采集系统的改造
电气远动采集装置(Es60)采用电压、电流单端输入共地模式，由于热工参数信号 的品种多，转换装置多样化，转换装置内部工作电压不相同，输出阻抗不相同，输出电流回路的极性不一致，电流输出回路与仪表显示输入回路未经隔离，共地输入后，仪表输入回路相互干扰，造成数显表突变，且不准确，无法正常采集。对JSWA型温度数显表影响尤为严重，其输入信号为毫伏级，极易受到干扰，共地电位略有波动，将通过数显表的输出线引起该表输入信号的微小变化，造成显示突变及偏差。曾将同种类、同型号的信号源使用同一块采集板，或将有干扰的信号源独立使用一块采集板，且与别的采集接线板共地隔开，均没有效果。如果使用DCS分散控制系统，信号源前端采集，通过远程智能I/O卡，传输到相应的工作站，再与整个监测系统相连，问题可以获得解决，但耗资巨大，且造成原有采集设备、线路闲置浪费。为了充分发挥原有采集系统的作用，引进了航天工业总公司207 研究所的隔离装置，将仪表输出回路经隔离器传输到采集系统，从而避免了由于共地而产生的干扰(见图1)。
3.2 热网数据的采集
由于用户比较分散，且距离较远(5km)，引进了航天工业总公司207研究所研制的DNA21C 热网远程监测系统，在每个用户终端设立一个RTU分站，完成各种数据的测量、记录、存储、故障报警等功能，然后通过工业数传机用无线方式发送到热网中心服务器进行显示、统计与分析。该系统运行可靠，维护工作量小，扩充方便，投资较省(见图2)。
3.3 运动监测系统的改造
首先从网络布局着手，根据实际情况，调度及管理工作站比较分散、距离远，充分利用网络传输介质的性能，本着可靠、经济的原则设计并建成了一套总线拓朴结构星形分布多介质混合网络系统。其性能可靠、组态灵活、可持续发展性强，为以后MIS系统的建立奠定了基础 。
监测系统软件部分将原来的iES400升级为iES500系统，iES500系统采用当今技术最先进， 应用最广泛的Cl ient/Sever主从分布体系结构，选用WinNT4.0操作系统平台、辅以SQL Sever数据、MsVc++ 、MSOffice和VB编程语言等环境软件，定义和实施了数据库访问的软总线，实现了建造SCAD A/EMS/DMS应用环境的设计目标，
图1 改造后的采集系统
DNA21C热网监测系统也选用WinNT平台、SQL Sever数据库管理、MsVc++、Powerbuild等开发工具，采用模块化设计，软件组态快速灵活。为将两套系统融为一体，充分利用了WinNT的特性，经过反复实践，建立相应的域安全机制及信任委托关系，在两套系统的服务器上添加同一权限的用户，以此用户名登录的管理工作站，只要对数据源进行相应的描述，就可以同时浏览两套系统。
图2 热网采集系统
4 改造后系统运行状况
4.1 采集系统
远动采集装置采用工业STD总线方式，以16位微处理器8088为主CPU，准16位单片机8098和8 位单片机8031为分CPU，分布集中式多任务采集系统，其中：
模拟量119点，采集精度0.5%，采集时间小于60ms，而且采用自校准，自调零的标 准方式；
开关量151点，扫描时间小于4ms，去颤时间为10ms～2.5s；
脉冲量18点，脉冲宽度大于10ms，周期大于20ms，停掉电连续采集。
热网采集装置中模拟量72点，测量精度0.2%，RTU分站完成各种数据测量、故障报 警、数据记录、发送等功能，无线通信采用CRC校验，降低了数据通信的误码率。
4.2 网络监测系统
网络系统图见图3，现场工作站4个，采用WinNT屏蔽工作模式，便于管理维护，运行人员可 通过人机界面观察各 种曲线图、接线图、棒图、信息表及统计表，实时调控生产运行情况，使机组安全、经济地 运行。
图3 网络系统图
管理工作站21个，采用Win9X操作系统平台，管理人员通过工作站系统掌握生产运行情 况， 随时调度指挥生产，并通过事项查看器了解事故经过，分析事故原因，进行事故处理。同时 ，还可以浏览热网监测系统，查看供用汽情况，进行统计分析。
远动监测系统采用主辅域双机备份，运行连续可靠，引入GPS卫星时钟，保证系统与地调、 省调时间同步，还可以对所属工作站进行对时，保证调度考核的一致性；模拟屏的接入使主 设备的运行状况更加清晰、直观，使自动化管理标准化。
报表处理系统，除了普通的日报表、运行报表外，还结合本厂的实际情况，本着提高机组的运行效率、降低生产成本，从机组的入口到出口，在分场之间、值际之间、班组之间进行竞赛考核，并推出了一系列的考核公式及报表，例如发电标煤耗、供热标煤耗、真空、端差、高加投入率、风机单耗、制粉单耗、循泵单耗、炉效、飞灰、综合厂用电率、发电厂用电率、供热厂用电率等公式，生成了指标报表、发电曲线合格点考核表、值际运行分析表等，保 证了竞赛的公平、公开、公正，大大增强了管理力度及准确性。
热网监测系统也采用双机备份，正常情况下由服务器对所接收的实时数据进行分析、计算、 存贮，然后根据监测情况，调度检修、调整用汽品质、生成报表直至结算。
5 系统投入后的效益
5.1 提高系统可靠性
改造前系统死机时有发生，造成数据丢失，影响正常的调度考核，由于系统功能的局限性， 起不到应有的监测作用，改造后的系统连续可靠，功能全面，便于维护。
5.2 机组运行的经济性有较大的提高
通过机、炉、电协调控制，提高了负荷控制的精度，发电曲线合格率由原来的百分之六十上 升到百分之九十七以上，很好地完成了计划曲线。同时，通过指标考核，开展值际竞赛，降 低了煤耗和厂用电率。
5.3 大大降低了管损管漏
由于热网监测系统的投入使用，杜绝了偷汽漏汽的现象，平均降低管损5%，按日供汽量2400 吨，汽费70元/吨计，日多回笼汽费近万元，避免了不应有的损失。
5.4 提高了工作效率
实现了各工作站之间的文件、信息远程交换，提高工作效率，降低办公费用。
6 结论
a.利用电气远动自动化系统，接入主要热工参数，实现热工信号的采集监测，投资少、见 效快，切实可行。
b.以无线方式传送热网运行数据，对管理较分散，传输距离较远的热网用户来说，是一种 比较好的方式。
c.改造后的实时监测信息管理系统为热电联产企业自动化管理提供了一个行之有效的模式 。
d.由于计算机技术及网络管理的应用，提高了生产管理水平及人员素质，并培养了一 批计算机应用技术人员。
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