Schkopau电厂*的过程可视化系统

　　德国的Sehkopau电厂是一座以褐煤为燃料的900MW电厂，其*的过程可视化管理系统使工作人员仅通过大屏幕显示终端及鼠标控制的交互式通讯即可对电厂进行操控。利用这套世界*的可视化管理系统，大型双机组电厂的监视和运行只须两名操作员在中央控制室就可完成。使用该系统，每台机组只须配备三台操作员屏幕和两台总貌屏幕——数量如此之少的终端能处理容量巨大的过程信息，要归功于所采用的恰当的数据调节措施以及特别设计的人机界面。
　　
　　Schkopau电厂由VEBAKraftwerkeRuhrAG（VKR）公司和SaaleEnergieGmbH公司合资设立的KraftwerkeSehkopauGbR公司建设，位于德国东部Halle和Merseburg之间的Korbetha。
　　
　　这家双机组电厂所采用的燃料是本地出产的褐煤，净效率约为40％（如图1）。该电厂向BSL（BUNA）所属的化工厂供应电力和热能，同时也向德国铁路公司和国家电网输送电力。
　　
　　Sehkopau电厂在以竞争力的价格满足本地区电力及热能需求的同时，又能达到zui苛刻的安全性、可靠性和环境标准。其900MW的总输出功率由两台机组发出，每台机组都可独立运行（表1）。

　　
　　操作概念和控制系统功能
　　
　　每台机组都可以按照德国监督国内互连系统的主管部门的要求向工厂提供生产用汽、向德国铁路公司提供电力、向国家电网提供中等负荷的电能。Schkopau电厂是基于以下原则选用操作概念的：两台机组能够*独立运行并互为备用。即使其中的一台机组出现故障，牵引电力和生产用汽仍能得到可靠供应。
　　
　　这一概念使电厂的运行具有高度的灵活性，同时也对控制系统提出了以下特殊要求：
　　
　　●机组控制概念
　　
　　●自动化程度
　　
　　●可用性
　　
　　只须对电厂的统计数据稍加注意，便可对控制系统必须处理的过程数据的容量有所了解：
　　
　　6，300个模拟量
　　
　　7，700个开关量
　　
　　3，500个单回路开关量控制
　　
　　600个功能组
　　
　　440个模拟量控制
　　
　　160个电子设备柜
　　
　　安装的控制系统为ABB的PROCONTROL—P，由两条冗余配置的电厂内部总线，将分布在电厂各处的控制设备连接起来，可确保在任何地方都能访问电厂的全部数据。
　　
　　电厂的所有设备都以全自动方式运行，从而保证了整个电厂实现自动化。为此，电厂还选用了分布式的分层体系结构的单元控制系统MODAKOND。
　　
　　Schkopau选用的控制室概念
　　
　　Sehkopau电厂的控制室由VKR设计，依据的是双机组概念，由两名操作员操作。原则上，每名操作员负责监控一台机组以及与之相关的公用设备。由于过程控制系统可实现信息在各机组的通讯网络间交换，所以，必要时一名操作员可为另一名操作员提供支持。为此，两名操作员均可对两台机组的信息系统和过程进行访问。
　　
　　操作员和设备之间的通讯是通过大屏幕显示终端和PC鼠标进行的（如图2）。确定终端数量时——每台机组配备三台操作员屏幕和两台总貌屏幕—zui大程度地考虑到了用户友好性。Sehkopau这样大容量的电厂所传输的大量过程信息能由数目如此之少的终端处理，要归功于所采用的恰当的数据调节措施以及特别设计的交互式人机通讯方式。
　　
　　控制室的一个*之处是*没有桌面式的显示器，取而代之的是由大屏幕终端组成的一面墙大小的图形显示屏，其下半部分可由用户自行使用，而上半部分则固定为显示电厂总貌（如图3）。
　　
　　反映过程特性的主要信息始终在屏幕的同一个位置上显示。显示的设计采用了的人机工程学原理，确保操作员迅速了解当前的电厂过程状态和运行情况。此外，操作员可对事件发生顺序的正确性进行评估，从而始终保持对过程有“清醒”的认识。
　　
　　过程管理系统
　　
　　过程管理系统包含一个安装有冗余配置部件的网络（如图4）。主要系统部件包括数据服务器、总线耦合模块、局域网（LAN）以及监视控制单元。冗余配置的采用使单个部件的故障不会对控制整体造成影响。
　　
　　网络系统和特定用户*形式相结合，形成了具有高度灵活性的过程管理概念，可轻松满足不同应用的需求。在Sehkopau，整个电厂都由中央控制室的过程管理控制台操控和监视。而另一方面，无固定人员值班的就地控制站只能访问有限的几个区域，例如燃料供应和灰处理系统以及水处理站。值长工程师岗位处的设备只能接收信息，而无法对实际过程进行干预。
　　
　　过程管理系统的核心是具有*用户界面的交互式人机通讯，其主要特性包括：
　　
　　●鼠标控制的交互式通讯，可用于过程显示画面的选择并进行干预。
　　
　　●在屏幕上显示贴近所选目标的面向对象的显示窗口（如图5）。这类目标包括测量电路，驱动装置和控制器。
　　
　　●根据目标而定的图标和工具，仅包含选定目标所需的功能。
　　
　　通过操作员打开的窗口可显示附加信息。按规定，属于该目标的所有显示类型均可被选定。除特殊情况外，这一选项及其它一些用于选择显示图形的选项可确保操作员始终能够直接得到所需信息，而不必在菜单中或在不同层次的显示画面中费力进行搜索。一旦出现干扰，一条特殊的搜索途径可使操作员获得有关干扰产生原因的信息，或为其提供一份详细的模拟图，使操作员能够迅速采取补救措施。操作员还可在某一操作阶段（启动、带负荷等）设计、修改“自己的”标准屏幕配置。其设计方法有利于用户使用；只是新配置必须由操作员输入一次，以便“输出”到属于他的工作站的怕有屏幕。对于设置操作员喜爱的显示，该方法亦适用。
　　
　　这样，所用的方法在图形显示系统中充分利用了核心的人机工程学，通过选用恰当的显示选择策略，操作员就能在任何状态下尽可能快速、直接地（即：通过zui少的步骤）获得所需的信息。
　　
　　Schdopau的信息和操作概念
　　
　　电厂中的机组及其辅助设备均已实现高度自动化，而这又是实现机组单人操控的先决条件。操作员只须通过电厂总貌发出少数几条指令就可启动机组。在同一终端上还能对启动顺序和机组带负荷进行监视。．
　　
　　机组的参数和性能特性在相应的总貌屏幕的左上角，以条形图的形式显示（如图6）。这样一来，操作员就能很容易、迅速地发现异常的情况。同时显示在总貌屏幕上的还有有关电厂主要区域的一般错误信息等。干扰显示区可用于选定相应区域的总貌，以便该区域在显示屏下半部的三台由用户自行使用的屏幕中的一台上显示出来。此外，还可通过自动故障检查程序以及附带专门信息的详细模拟图输入所有欲获得的信息。
　　
　　除两台固定的总貌显示屏外，每台机组均配有30个区域模拟图和200个详细的模拟图。操作员可利用这些模拟图对过程进行干预。同时，操作员还可直接调用趋势曲线（220）、特性曲线（7）和轮廓图（10）等形式的附加信息。
　　
　　操作员只须使用鼠标就可选择显示屏并对过程实施干预。鼠标可zui大程度协调手和眼的动作，*符合人机工程学原理。也正由于此，鼠标广泛用于此类工作。有了鼠标，操作员再也无须为在键盘上寻找按键而将目光移出屏幕。对于Schkopau电厂这套功能强大的过程管理系统而言，这项特性就显得尤为重要——因为若采用键盘，会需要很多按键。
　　
　　所有开关量和模推拟过程变量都被记录并储存起来，以便对故障进行分析，对电厂总体性能进行评估。所有信息都可在显示器上显示，并可在需要时打印出硬拷贝。
　　
　　控制室布置
　　
　　圆形控制室里，醒目地立着大屏幕显示终端墙，宽约7米，高约2米，位于控制室中央（如图7）。墙的前面是过程控制台，也呈圆形。由于没有桌面式的显示器，下排终端可放在zui便于观看的位置—这一点十分重要，因为它们是可自由分配使用的显示屏，经常用来执行需要很长时间才能完成的过程和程序。
　　
　　必须始终处于可见状态的电厂总貌和可自由分配的工作区域在新的过程可视化概念中就被结合在了同一平面内。这种安排方式具有出色的用户友好性，特别是操作员只须使用鼠标就可在不同的屏幕间移动。
　　
　　能够在大屏幕终端上显示所有类型的过程信息也有利于组内讨论，这是因为相同的信息可被参加讨论的人同时看到。此外，在大屏幕终端上显示过程信息还有利于演示新系统的功能。在这种情况下，可以在正常、稳定的运行中使用可自由分配的显示器中的一个，而不会干扰电厂的实际运行。
　　
　　控制室和通讯设备的布置均基于久经考验的人机工程学原理。例如，所选用的概念具有如下特性：
　　
　　●可靠的过程控制功能，这要归功于针对图形的内容、图形选择和操作过程等不同任务而采用的设计方针。
　　
　　●用色码表示信息，符合人的自然感官反应。
　　
　　●符合人体测量学的工作区
　　
　　在控制室的一般设计上也运用了人机工程学原理。例如，窗户大大扩展了操作员的视野，声学、空调和照明系统的设计使操作员工作时的心情和舒适程度在到*。这些特点与其它设计特点相结合，能够营造出一个令人愉悦、可大大激发工作热情的工作环境。
　　
　　1.的国的900MWSchkopau电厂。电厂的两台机组以褐煤为燃料，相互独立运行，为国家电网和德国铁路公司生产电能，并向附近的化工厂供应热能。
　　
　　2.仅通过大屏幕显示终端及利用鼠标控制的交互式通讯对Schkopau电厂进行操作。
　　
　　3.整面墙的大屏幕显示终端，用于控制和监控过程。
　　
　　4.冗余配置的全网络化的过程管理系统。
　　
　　5.带窗口的模拟图，用于过程控制。
　　
　　6.机组B的总貌显示。参数和性能特性在显示屏的左上角以条形图方式显示。
　　
　　7.900MW双机组Schkopau电厂的控制室。