石化工程分布式网络电力自动控制的实现方法与应用

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【摘要】本文设计了一个石化工程中基于以太网的分布式电力自动控制系统模型。该系统模型以组态王电力版作为核心监控软件，以以太网作为信息通道，以Web服务器为中间站，不但可以进行局域网内的信息交流，还可以将监控画面、报警及历史趋势线发送到广域网上去。

【关键词】石化工程 以太网 Web服务器 IO服务器 控制层 信息管理层

1 前言

在石化工程施工过程中，以网络为基础的分布式自动控制系统的应用日益广泛。这种系统把工业生产体系分成生产运行现场和监测控制中心两大部分，通过专用网络把它们连起来，并在它们之间双向传送信息以协调系统动作。一个监测控制中心可以实现远程、实时地监控分布在附近的多个生产运行现场，形成一个分布式自动控制体系。该系统使工人远离嘈杂的或磁场辐射的生产运行现场，改善了工人的工作条件，实现生产运行现场无人值守、少人维护，降低人工成本，而且减少误操作，降低事故的发生率。因此以以太网为基础的的分布式自动控制方法一直是国内外工业自动化生产的发展趋势。目前我国的工业自动化程度还很低，开展上述系统的研究和开发，对优化我国的产业结构，协调人员配置，降低人工成本，提高生产效率，有着十分重要的意义。

2 分布式网络电力自控系统结构设计

设计的基本思想是使用专门数据采集模块把变电站系统、供电所等电力系统设备工作状态数据采集下来，通过专用网络传输到远处的计算机监控中心进行集中处理和显示，并根据处理的结果向对应的安装在生产运行现场的电力设备上的控制模块发出操作命令，从而实现对生产运行现场各电力设备的实时控制。

基于上述原理，现设计如下的系统模型，详见图1：

图1中模型采用了以太网络连接多个设备上的采样和控制模块。这种模块对方圆1.5公里内研华Adam-5000模块和智能仪表实现无缝链接，并可对其附近上千点的实时数据进行采集和数值处理，同时到INTERNET上。INTERNET是以TCP/IP协议为基础，以WEB为核心的企业内部网，成本低，易于维护，加强了企业与外部的联系。本模型采用Adam-5000模块，结构紧凑，具备智能化处理单元，特别适合于控制点/采集点分散、与中心站距离较远的电力系统。系统配置灵活简单，输入输出模块全部带光电隔离保护，且内置看门狗电路，大大提高了系统的可靠性，适用于像热电厂等条件相对复杂的工业环境。整个系统采用客户机/服务器模式，有利于实现对客户信息服务的动态性、实效性、交互性和系统安全性。数据采集系统由研华Adam-5000模块和智能仪表组成，负责采集现场电力设备的电流、电压、开关状态及其它信号，并传送到控制层。控制层配置若干采集站分别运行组态王通用监控软件（现用组态王电力版），负责对现场设备传送过来的数据进行二次采集和数值计算，并与关系数据进行数据交互。信息管理层配置WEB服务器，运行组态王上的服务软件，将控制层的实时显示画面到广域网上。

在上述系统模型中，控制层起着关键的作用，IO服务器收集从设备层传来的数据，交给监控站进行处理，并把监控程序下达的控制命令传送到设备层中去，实现交流和控制。控制层的可靠与否直接决定该自动控制系统运行的成败，因为重要硬件技术方面，相关产品都很成熟，可靠性高，因此重要的是要有一个可靠的监控软件与硬件配合，使该系统模型成为一个软硬结合、通信能力强、通用性高的模块对象，使该系统不需或做少量修改即可应用到任一电力系统的监控中去。为此，我选用了亚控软件公司的组态王电力版监控软件。组态王电力版紧密把握电力系统用户的要求，采用组态王6.0的成熟技术，同时遵循电力系统的标准规范，组态王电力版为电力系统用户开发了专用的驱动程序，专用的数据库，图库控件和报警机制等。该系统模型可以随时发现与处理事故，可遥测各种数据，可按要求进行合、分闸等操作，可进行开关检测及存盘保存系统事故，还可打印记录。该系统模型适用于Winodows操作系统，包括Winodows98、WinodowsNT、Winodows2000等Winodows系列操作系统。

3 应用

由于组态王电力版具有良好的开发特性，因此该系统的应用相当灵活方便，应用具体步骤如下：

（1）设置变量。在确定需要监测的数据后，先对数据进行分类，然后将各数据设置为相应变量。

（2）分配变量地址。为每一个变量分配相应的地址。