王宇飛，高 磊（呼和浩特?zé)犭姀S，呼和浩特 010030）

火電廠電氣監(jiān)控中主控單元的研究

王宇飛，高 磊
（呼和浩特?zé)犭姀S，呼和浩特 010030）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，火電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了快速發(fā)展與進(jìn)步，電廠電氣系統(tǒng)包括用電系統(tǒng)、升壓站以及機(jī)組電氣等部分，因?yàn)殡姎庠O(shè)備在電廠中的作用日漸顯現(xiàn)，使用傳統(tǒng)電氣設(shè)備控制裝置已經(jīng)不能滿足火電廠生產(chǎn)需求，發(fā)展獨(dú)立式電氣監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要。本文將對(duì)火電廠電氣監(jiān)控主控單元組成、功能開發(fā)等進(jìn)行研究，旨在為監(jiān)控系統(tǒng)中的主控單元研究提供一些借鑒。

火電廠；電氣監(jiān)控；主控單元

0　引言

在長(zhǎng)期惡劣環(huán)境中運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS-電氣監(jiān)控系統(tǒng)是熱控專業(yè)與電氣充分融合下的產(chǎn)物，系統(tǒng)具有非常高的自動(dòng)化水平，還能在設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及維護(hù)上達(dá)到自動(dòng)化效果，打破了傳統(tǒng)DCS的諸多技術(shù)缺陷，還具備一定的數(shù)字信號(hào)采集能力以及傳輸功能，將遺留的“信息孤島”徹底打破了，下面將對(duì)主控單元進(jìn)行具體研究。

1　電氣監(jiān)控系統(tǒng)中主控單元的硬件與軟件組成

1.1硬件

主控單元實(shí)際上是一種可操作軟件包，這種軟件包具有模塊化功能，沒(méi)有涉及到硬件方面的功能，但在應(yīng)用平臺(tái)上選用的是硬件平臺(tái)。對(duì)各種生產(chǎn)需求進(jìn)行綜合考慮，在主控單元上添加了如下幾部分硬件配置：IO插件、網(wǎng)卡、軟驅(qū)、CPU板等。

1.2開發(fā)平臺(tái)

配置的開發(fā)平臺(tái)是分布式操作系統(tǒng)，能夠獨(dú)立運(yùn)行的兼容處理器和RISC處理器上，這一操作系統(tǒng)就是QNX操作系統(tǒng)。繼承并發(fā)展了UNIX系統(tǒng)的功能，但在指令上有了更多創(chuàng)新，比如，輸入或者輸出的方式以及任務(wù)構(gòu)建方式都存在差異［1］。這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活、便捷，還能在裁剪上更加自由，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的一種延伸。

1.3軟件結(jié)構(gòu)

軟件結(jié)構(gòu)主要由硬件接口層、數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用層、數(shù)據(jù)庫(kù)三部分組成。

1.3.1硬件接口與抽象層

系統(tǒng)在接口上的設(shè)計(jì)更加傾向于數(shù)據(jù)處理與交換上，考慮到硬件接口的功能狀態(tài)、采集以及控制、報(bào)受文等功能，為了使操作更加隱蔽，減少細(xì)節(jié)上的錯(cuò)誤，在硬件驅(qū)動(dòng)上增加了一個(gè)抽象層，能夠與上一個(gè)API接口相對(duì)應(yīng)。這樣一來(lái)，就能使每一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序都對(duì)應(yīng)一個(gè)HAL編程操作，使接口更加固定；在應(yīng)用層上，也進(jìn)行了接口編程設(shè)計(jì)，基本不用任何硬件驅(qū)動(dòng)。鑒于硬件種類多，使HAL很難一一進(jìn)行分類處理，可以對(duì)應(yīng)進(jìn)行編程，讓接口僅能提供字符服務(wù)。

1.3.2數(shù)據(jù)處理以及應(yīng)用層

網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理與應(yīng)用層是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)信息交換的基礎(chǔ)。其中，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文能夠?qū)τ布又械臄?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并調(diào)整格式，使其統(tǒng)一，再通過(guò)接口將獲得的數(shù)據(jù)及時(shí)輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中［2］。與此同時(shí)，還能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)指令進(jìn)行接收，先對(duì)文件打包然后發(fā)送到硬件接口處，對(duì)文件進(jìn)行集中處理。應(yīng)用層還具備VQC以及監(jiān)控功能，對(duì)進(jìn)行操作遙控與定值保護(hù)。

1.3.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)層

數(shù)據(jù)庫(kù)層是系統(tǒng)核心，是各項(xiàng)應(yīng)用獲得數(shù)據(jù)的主要場(chǎng)所，需要及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新與有效保存，在數(shù)據(jù)處理上盡量快速、高效，規(guī)范化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接口。與此同時(shí)，為了滿足不同業(yè)務(wù)需求，可以讓數(shù)據(jù)獨(dú)立存在報(bào)文格式內(nèi)，這種協(xié)議不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作產(chǎn)生影響。由此，各項(xiàng)數(shù)據(jù)都可以使用專業(yè)符號(hào)標(biāo)記出來(lái)，還能提供API服務(wù)，讓數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用更加安全。

2　主控單元功能開發(fā)

2.1Iogic邏輯進(jìn)程的控制

主控邏輯實(shí)際上是一個(gè)虛擬化RTU，其存在較為獨(dú)立，不與任何一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，僅提供簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算條件，然后通過(guò)運(yùn)算將邏輯結(jié)果得出，能夠基于運(yùn)算結(jié)果及時(shí)發(fā)送遙控指令并檢查遙控指令信息是否正確，所有功能模塊都要通過(guò)掃描確認(rèn)順序［3］。發(fā)電廠中應(yīng)用的電氣系統(tǒng)監(jiān)控主控單元中的投備功能經(jīng)常用到，邏輯關(guān)系不是很復(fù)雜，也使主控單元應(yīng)用與開發(fā)更加容易。對(duì)電廠閉鎖控制單元，需要按照順序進(jìn)行控制。應(yīng)用了專業(yè)控制軟件，在邏輯模塊搭建上也更加容易，還具有閉鎖功能與自投功能，使控制更加有序、規(guī)范。

有很多邏輯結(jié)構(gòu)包含在文件中，能夠同時(shí)生成一個(gè)信息點(diǎn)或者文件包，包含的內(nèi)容有：掃描順序、輸入/輸出的參數(shù)信息、模塊數(shù)量等。應(yīng)用程序能夠提供結(jié)構(gòu)信息與信息庫(kù)節(jié)點(diǎn)，只要將輸出值添加到對(duì)應(yīng)單元內(nèi)就能有效控制整合系統(tǒng)功能。

2.2控制操作錄波進(jìn)程record

不同系統(tǒng)中含有不同的控制指令，但是所有控制指令都需要有主控單元的命令才能下發(fā)執(zhí)行，出于系統(tǒng)安全性考慮，主控單元需要有一個(gè)操作記錄，劃分好各部分的責(zé)任與功能操作，包括操作命令、時(shí)間、對(duì)象等。使用云盤或者其他硬件設(shè)備將文件形式保存下來(lái)，可以隨時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò)中。與Iogic相比，record在進(jìn)程上有很多相似性，都在QNX系統(tǒng)控制下完成編程?？梢宰灾骺貑卧袠?gòu)建出一些進(jìn)程，然后與數(shù)據(jù)庫(kù)dbms相連接，使用專用函數(shù)發(fā)送信息時(shí)能確保每一個(gè)進(jìn)程都及時(shí)接收到一致信息，在接收到遙控指令以后，先由Ionctl發(fā)出一個(gè)信息，然后再通過(guò)record接收該部分消息［4］。每形成一個(gè)進(jìn)程都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)文件，將信息全部記錄下來(lái)，不用刻意等待，只需要負(fù)責(zé)接收信息就可以，接收完一條信息以后，可以選擇一個(gè)函數(shù)將其記錄成一個(gè)文件，及時(shí)將接收到的信息內(nèi)容存儲(chǔ)下來(lái)。

3　結(jié)語(yǔ)

總之，在火電廠電氣監(jiān)控中主控單元是非常重要系統(tǒng)，在電氣監(jiān)控系統(tǒng)不斷完善與發(fā)展下，主控單元也要從軟、硬以及平臺(tái)功能開發(fā)上不斷加強(qiáng)，提高電氣監(jiān)控系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性。

［1］馬山川.發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的概述及應(yīng)用［J］.科技資訊，2014（01）:65.

［2］馬輝.廠用電監(jiān)控管理系統(tǒng)在大型火電機(jī)組中的應(yīng)用淺析［J］.廣東科技，2010，19（04）:172-173.

［3］佘丹寧.火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)納入DCS監(jiān)控的應(yīng)用分析［J］.低壓電器，2012（19）:55-58.

［4］莫仕勛，王輯祥，李杰康等.組合通信模式下發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2010，30（11）:122-126.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.153