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西門子 SCALANCE X在火力發電站控制系統的應用
發布時間：修改時間：2009/6/19 14:15:39 瀏覽次數：2956

　　行業特點
　　工業以太網火力發電站中可以應用的領域較多，從廠級管理系統至主、輔機系統至就地執行設備的連接網絡，都可以提出基于工業以太網的解決方案。一般一個新建電廠的自動化管理系統中，應包括：
　　MIS廠級管理系統
　　SIS生產實時信息系統
　　DCS主機分散控制系統
　　包含水、煤、灰三部分的輔機控制系統
　　脫硫系統
　　以及工業電視系統
　　由于MIS廠級管理系統對數據實時性要求較低，較少涉及工業以太網解決方案。其他系統均可以使用工業以太網設備來構建通訊平臺。依據不同系統對系統可用性需求的高低，可以采用不同拓撲結構類型的網絡方案。統一的通訊平臺更為工業電視與控制網絡多網合一帶來了可能性。
　　火力發電站自動化控制中，以輔機控制系統的應用最為成熟，網絡結構較為復雜。在此以一個典型的輔網系統的技術規范來舉例說明:
　　全廠輔控集中監控系統網絡拓撲結構采用冗余星型網絡結構，以光纖以太網作為信息傳遞和數據傳輸的媒體，中心交換機連接操作員站、數據庫服務器、各控制系統及SIS等。
　　水系統控制網絡較為復雜，設立水系統網絡控制中心。使用雙星型冗余結構光纖以太網，通過以太網光纖交換機上的冗余通訊口連接本系統內各個程控系統，并通過冗余光纖接口連接全廠輔控集中監控網絡，以實現在機爐集中控制室集中監視和控制。中心交換機連接操作員站、數據庫服務器、各控制系統及全廠輔助車間集中監控系統等。水網各程控系統含：凝結水、工業廢水、化水處理、循環水、制氫等系統其他系統連接使用雙星型冗余結構光纖，通過冗余光纖接口連接全廠輔控集中監控網絡，應包含：輸煤程控、電除塵、除渣、空壓站及其他系統。
　　交換機應是工業級設計，標準導軌按裝，必須能夠直接安裝在控制柜內；所有交換機應具有高的防護等級、抗震、抗電磁干擾設計;所有交換機應能接受冗余供電；應能支持多種診斷功能，必須內置WEB服務器以及MIB數據庫以方便網絡管理和診斷；應能支持虛擬子網劃分（VLAN），確保系統的安全性。
　　網絡結構特點

　　根據需求，全網采用雙星型網絡拓撲結構，所有服務器、操作員站及PLC均分別連接至兩個互為冗余的網絡。雙星型網絡既通過雙網滿足了冗余需要，同時以星型拓撲結構保持了輔機網絡所需的通訊層次結構。
　　由于全網特別是水網部分I/O點數量龐大，在水網控制中心使用SCALANCE
　　X400系列交換機以千兆光纖接口上聯，將分布式數據集中采集至水網服務器后上傳至輔網中心。由于輔網與SIS系統在電廠信息系統規劃上分屬兩個子網，且連接帶寬要求較高。輔網控制中心使用SCALANCE X400系列交換機，以千兆接口連接SIS系統，并通過路由功能完成與SIS系統間網絡的橋接。其他各子系統使用SCALANCE X200系列交換機，以光纖連接水網中心或輔網中心交換機，較復雜的子系統內部交換機以HSR冗余環形式連接，增強子系統內多個站點構成網絡的可靠性。HSR冗余環保證在300ms內完成對故障斷點的冗余保護。
　　以各子系統為單位通過VLAN，將系統間的控制信息隔離。確保操作員站訪問權限限定在本系統，且在調試階段隔離了設備故障造成的廣播風暴。各交換機管理信息，可通過OPCserver的方式集成在管理平臺中，提供簡便的維護方式。
　　方案利益
　　雙星型的冗余網絡連接輔網中心及各個子系統
　　水網設立控制中心，將水網各系統數據集中，逐級上傳
　　與SIS系統間安全的高速連接
　　通過VLAN將各子系統安全隔離
　　簡便快捷的維護方式
　　卡軌安裝涉及、適合控制柜安裝及惡劣環境。
　　通過工業以太網構建的輔機控制系統，將獨立分散的控制系統連接起來，避免了“信息孤島”現象。更加有效的將PLC+上位機的控制技術應用到電站輔機系統中，使整個系統安全可靠，方便的在上位機上對就地設備進行控制。從而避免了的諸如運行人力成本較高、難于管理、設備投資巨大等問題。實現了輔助車間集中控制，為全場自動控制集中監控提供了前提。開放的以太網平臺，為輔機控制系統與其他系統的集成提供了方便，使“一網到底”、“多網合一”的解決方案提供了實現的可能性。

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