1辅助车间监控网络化和集中控制若干问题
　　
　　1.1覆盖范围
　　
　　从提高火电厂管理水平和发挥整体效益来看，将全厂辅助车间控制点集中为一个是zui有利的。对于新厂而言，从总体设计阶段开始还是易于实现的，象正在建设中的宁夏石嘴山电厂扩建正是按此全新思路设计的。但是由于各个电厂特别是一些老厂的技术水准、人员素质、设备状况等参差不齐，要这些电厂做到全厂辅助车间联网、只设一个监控点还是有困难的。
　　
　　大型火电厂辅助工艺子系统约有40多个，要实现辅助车间的减人增效、提高生产的经济性、安全性和自动化水平，首先应着眼于那些工艺相对复杂、运行可靠性要求高、工艺过程相近而运行管理机构重复的子系统。像化学水处理车间就包括了净水预处理、反渗透、补给水处理、凝结水精处理、汽水取样、加药、废水处理、净水站、综合泵房、循环水补水处理等子系统；除灰车间包括了炉底除渣、干灰气力输送、石子煤、电除尘、水力输送、灰库贮存、灰浆泵房、脱水仓、干灰增湿转运等子系统。在早期投运的电厂中这些子系统大部分是一个子系统一个监控点，形成值班人员众多、监控装置繁杂、运行管理水平低下的局面。因此，火电厂辅助车间监控网络化和集中控制应首先做到按水、灰、煤三个车间实现集中监控与网络化。对于新建电厂，在2000年示范电厂模式设计要求以及新版火力发电厂设计技术规程中明确提出：“火电厂相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制系统及控制点，辅助车间控制点不宜超过三个（输煤、除灰、化水），其余车间均按无人值班设计。”对于老厂辅助车间监控网络化和集中控制的改造也应该参照这一原则进行为好
　　
　　1.2辅助系统集中控制方式
　　
　　辅助系统的集中控制方式有单元控制室控制和辅助车间控制室控制两种。
　　
　　单元控制室控制又可分为下列两种方式：一种是辅助系统信号接入DCS，通过DCS操作员站直接监控辅助系统运行；一种是在单元控制室另设独立的辅助操作员站进行监控，辅助系统信号不进入DCS。目前这两种方式均有应用，前者只在辅助系统采用DCS组成监控系统时采用；后者则应用较多。由于水、灰、煤三个系统的信息量都很大，I/O总量多达2000～6000点，CRT画面也很多，直接接人DCS不仅经济上不合理，对DCS安全性也构成威胁，加之要求管理水平与运行人员素质有较大的提高等原因，所以采用另设辅助系统操作员站的方式还是适宜的。在单元控制室设辅助系统操作员站还应充分考虑到主、辅系统之间可能出现的相互干扰，在老厂改造项目中应避免这一问题。
　　
　　采用辅助车间控制室控制也有两种方式：一种是水、灰、煤车间将各自所属子系统分别联成三个独立的网络，并通过相互独立的三个集中控制室监控。另一种是两个或三个车间组成一个网络，在一个集中控制室进行监控。上述两种方式各有利弊，前者无需改变现有管理体制，便于管理、维护和检修，尤其适合老厂改造。后者从理论上讲可更合理利用监控系统资源和大幅减人增效，但从已采用这一方式的电厂实际运行效果来看还是有差距的。这是因为水、灰、煤三大辅助车间专业性质差别较大、地理位置距离较远、设备冗杂、控制对象操作频繁、现场转动机械和传感器故障率较高、有一些项目（如：煤、灰、水样分析）尚需人工协助，无法实现在线监控，因此在目前传统的工艺系统设计和管理模式下还难以实现资源的充分利用。
　　
　　无论是在单元控制室还是在辅助车间控制室集中控制，已经过改造的电厂具有两个共同的特点：一是控制点上位机均可与挂在网上各子系统的PLC进行通讯，实现信息共享；二是保留各子系统原有的上位机，作为调试或集中控制点监控失效时的备用手段。
　　
　　5.3网络结构
　　
　　与机炉DCS网络一样，辅助车间监控结构分为管理层、监控层、控制层、I/O层。I/O层与控制层之间的网络（驱动级网络）由PLC厂商提供网络。控制层与监控层之间的网络（控制级网络）也多数采用PLC厂家的网络，少数采用Ethernet等网络，以保证信息传输的实时性要求。监控层与管理层之间的网络（管理级网络）作为监控系统的主干网通常选用Ethernet网络，根据信息量的多寡选择100Mbps或10Mbps速率。由于每个主要辅助车间监控对象信息量一般都超过2000点，而且辅助系统操作频繁，信息通讯量大，采用常规共享Ethernet易造成网络堵塞，因此宜采用全双工交换式工业控制用Ethernet。
　　
　　网络拓扑结构的选择应根据辅助车间集中控制的覆盖范围、网络化是否分步实施、PLC使用型号等因素综合考虑。如果一个辅助车间设立一个控制点、各子系统使用同一型号PLC时控制级和管理级网络宜采用总线型拓扑结构，这种网络施工和维护都比较方便，但为解决这种结构形式网络若发生故障会影响整个网络安全的问题，通常都采用冗余结构，这对于作为主干网的管理级网络尤为重要。当煤、灰、水三个车间只设立一个控制点或各系统使用多种型号的PLC或网络化工作分步实施时，控制级和管理级网络宜采用星型拓扑结构。这是因为星型网络易于检测和隔离故障、易于扩展和重新配置。由于星型结构采用交换机技术，可以保证网络中各节点有较高的信息交换速率，对于多辅助车间联网非常适合。星型网络中的主交换机（管理级）是全网信息中心，为保证网络安全应冗余设置。有条件的电厂还可冗余配置各子工艺系统的分支交换机（控制级）。
　　
　　网络通讯介质通常有STP（屏蔽双绞线）、UTP（非屏蔽双绞线）、同轴电缆、光纤。驱动级网络一般用STP或同轴电缆；控制级网络可用UTP、同轴电缆，也可用光纤；管理级则宜用光纤，由于光纤电缆抗*力强、传输距离远、有较大的通讯带宽，作为主干网通讯介质尤为适合，通常选用多模光纤电缆。
　　
　　5.4操作系统与监控软件
　　
　　网络应用的操作系统有Windows95、Windows98、WindowsNT、Windows2000几种。目前以使用WindowsNT的居多，该系统开放性强、能支持各种硬件平台、支持多种网络协议标准、采用抢先式多任务多线程调度、具有良好的安全性和容错能力，特别是支持各种客户端机并具有广泛和成熟的应用经验。新推出的Windows2000据介绍在扩展性、网络支持能力、性能等方面又有所提高，目前已有一些工程（如石嘴山电厂）选用，但需要积累应用经验。问世的WindowsXP在功能、安全性方面又有改进。这两种新操作系统将逐步取代WindowsNT。
　　
　　监控软件应用得较多的有Inlution公司的FIX、iFIX软件和Wonderware公司的Intouch软件。此外像TA公司的AIMAX软件、我国亚控公司的组态王软件、210所的CFAerospace—D软件等也有应用。无论哪一种监控软件均应满足这样的基本原则：即保证常规的监控手段，提供网络支撑、运行管理等功能。对于辅助车间监控网络化而言，就意味着选用的监控软件应支持选定的操作系统；通过数采、制表、报警和数据库访问等功能支持网络监控浏览；具有集成化的开发平台，以集成第三方应用程序；支持较多的硬件产品。
　　
　　5.5PLC选型
　　
　　表5所列的PLC产品在网络支持能力和监控性能方面都适用于辅助车间监控网络化和集中控制。电厂用户可根据自己的工程情况进行选择，新建电厂应选择同一品种PLC；老厂改造扩展中宜尽量减少PLC的品种。在选择PLC时，应选择模块支持较广、CPU可热备、网络可冗余、支持远程（现场）I/O的产品。
　　
　　5.6网络化实施过程中应注意的问题
　　
　　（1）火电厂建设厂级实时监控信息系统（SIS）已提上日程，因此在建设辅助车间（系统）监控网络和实施集中控制过程中，应预留与SIS网络交换信息的通讯接口。对于将辅助车间实时监控网已与全厂MIS联网的电厂应充分考虑网络的安全性，应设置可靠的防火墙。
　　
　　（2）对于管理水平或运行维护人员素质较低、现场监控手段不完善的电厂，宜保留控制级（车间）上位机和适量的就地维护人员，不能一味追求减少人员或无人值班。
　　
　　（3）对于网络接口设备、集线器、交换机以及传输介质应选用网络产品制造商的成熟产品。
　　
　　（4）应选择有火电厂应用PLC经验、网络设计与集成能力强、有业绩、售后服务体系完善的国内供货商（集成商）实施工程。
　　
　　2辅助车间监控技术改造的经济性和效果
　　
　　2.1投资
　　
　　辅助车间由常规分散控制改造为监控网络化和集中控制方式，由于要将所有监控项目改为计算机监控以及增加一些联络、联锁信号，因此PLC的I/O点要有少量增加，但因取消了常规控制表盘，由此增加的费用可以抵消或增加不多。网络化和集中控制方式增加的投资主要用在通讯网络建设和集中监控上位机与外围设备的设置。根据德州电厂（新建2×660MW机组）和益阳电厂（新建2×300MW机组）的测算，按水、煤、灰三部分进行集中控制，增加的投资约在100万元～120万元人民币之间，三个车间各自网络部分所需投资分别占总增加费用的30％上下，而公用部分（如编程器、工具、组态软件等）约占10％。嘉兴电厂（2×300MW机组技术改造）原有水、灰两个车间集中监控方案，网络及上位机部分投资预计约在130万元～140万元。由于嘉兴电厂是将两种品牌、五种型号PLC联网，要增加较多网络协议转换装置，费用要相对多一些。此外由于网络冗余配置情况、选用的网络硬件、组态软件不同，投资费用也会不同。
　　
　　2.2效果
　　
　　辅助车间实现监控网络化和集中控制可以减少运行和维护人员，提高系统运行的可靠性和经济性以及管理水平。
　　
　　已实施网络化和集中控制的电厂都不同程度地收到了减人增效的效果。上海外高桥电厂除灰、除渣、化学水处理部分采用集中控制后，将原补充水、净水、反渗透三个值班点合为一个，除灰、除渣系统实现无人值班。该厂4台300MW机组按定额标准化学车间运行人员应定编34人，现仅需15人。又由于提高了加药水平，降低了药耗，*一项两年中即可节约200多万元，相当于该项技术改造的投资费用。益阳电厂进行煤、灰、水车间监控网络化改造后，辅助车间值班点由改造前的16个降为4个，减员58人，每年*减少人员费用104万元，辅助车间控制室面积也减少了200m2。
　　
　　3结论意见
　　
　　3.1火电厂辅助车间实现监控网络化和集中控制可以提高辅助车间运行与管理水平、减少运行和维护人员，提高电厂运行的安全性和经济性。辅助车间监控网络化和集中控制是电厂实现综合自动化的基础，应加以推广。
　　
　　3.2进行辅助车间监控网络化技术改造应根据电厂原总体自动化程度、管理和运行水平、人员素质、设备可控性等因素确定方案，宜先从水、灰、煤三个车间进行改造。
　　
　　集中监控点的多少应根据电厂现行管理方式、改造施工难度等因素选定。通常输煤系统宜独立设置一个监控点，化水与灰渣系统则视距离的远近分开或合并监控点。水、煤、灰三部分的集中监控点不宜多于三个。集中监控点的位置可以设在单元控制室也可设在辅助车间控制室，但应以不影响机组运行、有利于管理为前提。
　　
　　3.3应选择有火电厂辅助车间监控网络化工程经验和PLC应用工程业绩并有良好售后服务体系的中大型专业公司作为工程供货商。
　　
　　应选择*较高的生产厂商的品牌PLC和网络产品。
　　
　　3.4火电厂辅助车间监控网络化是一项综合自动化工程，其基础是每个受控子系统实现完善的自动化。因此在进行网络化改造的同时，不应忽视各子系统自动化的完善与改造。对于技术条件；成熟、资金有限的电厂宜分阶段实施技术改造。
　　
　　3.5辅助车间监控网络化和集中控制技术推广应用过程中，应加强各电厂经验的积累、交流和推广，为我国火电厂推行SIS和优化管理打好基础。