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摘要：本人在白城发电公司基建初期进行对辅助车间控制系统方面的工作，从而对电厂辅控系统有了一些新的认识，以下几点是本人对热工车间辅控控制和网络规划信息系统管理的分析。
关键词：车间辅控控制 网络规划 信息系统 统一管理
1.辅助车间的发展趋势：向集中控制方向发展
一个电厂往往有很多个辅助车间。过去，在每个车间一般都设一个有人值班的控制室，采用PLC实现顺序控制，带来的后果一是需要很多值班人员，二是不便于信息的集中处理。
近年来，随着电力体制的深化改革，厂网分开，竟价上网，打破垄断的竞争机制使得电厂必须大幅度地提高生产效率，减少多余的工作人員，降低电价成本，提高市场的竞争力。对辅助车间进行集中控制的要求也更加严格，目前许多新建工程已迅速向着这个方向发展，比如正在调试阶段的新建电厂，都对辅助车间集中控制进行了具体的实施和规划。对于老电厂，也有越来越多的正在进行自动化改造，将辅助车间已纳入改造的范围。
除了经济效益为主要目标，还有两个客观因素促使辅助车间向集中控制方向发展。一是信息系统的普及，特别是近年来对SIS系统的热捧，客观上造就了电厂对辅助车间进行集中监控的要求。因为，如果按以往各自为政的方式，信息要统一收集到其它区的MIS信息，就必须在每个辅助车间的控制室增加接口机，还要针对特殊系统编制专门的通讯程序以解决数据传输问题。与其那样，还不如把那些辅助车间的控制系统连成一个统一的网络系统，既可以进行集中监控，又方便了数据向SIS或MIS的传输，毕竟从辅控网服务器向SIS或MIS服务器传输比从各控制站分别传输容易得多，也稳定得多。二是控制系统的性能，特别是网络传输性能的提高和网络集成技术的成熟，奠定了辅助车间向集中控制方向发展的基础。发展到现在，千兆以太网及交换技术已经作为成熟的技术投入到实用生产当中，PLC的处理能力也有了质的提高，其循环扫描时间已经达到10ms级，这些都为辅助车间实现远程监控提供了可能性。辅助车间实现集中控制要注意做好2件事：一是合理地配置控制系统设备；二是合理地规划辅控网络的布局。
2.控制系统的配置要求
2.1 设备冗余配置
以往，辅助车间在没有实现集中控制时，只有一些重要的站点对PLC的执行单元（即CPU部分）进行了冗余配置，比如锅炉补给水、化水精处理、超滤反渗透、飞灰输送、空压站、燃油泵房等等，其它很多站点都处于单CPU运行状态。
要实现集中控制，各车间的PLC站就处于无人值班状态，这样就对整个控制系统的性能、稳定性提出了更高更严格的要求。所以建议对辅助车间的控制系统所涉及的设备实施冗余配置。
这里所提的设备冗余配置，主要包括以下几方面：
● 工程师站和操作员站
● 系统服务器
● 以太网
● PLC执行单元（包括CPU、电源模块、通讯模块、冗余模块）
关于以太网的冗余，这里有个比较容易引起错觉的地方，请看下列示意（图一）：
这个错觉已经在某电厂出现了，电厂与开发商签订的技术合同是要求按双以太网、双PLC冗余配置，开发商为了降低成本，就按上图进行了配置。事实上，那是不符合要求的。
要真正按双以太网、双PLC冗余配置，应该按下列示意（图一）进行配置：
（图一）
以上图的区别在于：在PLC的执行单元多配了1块通讯模块，将它与另一台交换机相连。当交换机A发生故障时，虽然PLC的执行单元没有做切换，但工程师站和操作员站可以通过交换机B与PLC保持通讯。
2.2 设备型号的统一
现在看来，电厂辅助车间控制系统所用的设备比较杂乱，同样作用的设备，型号也不统一。这样既增加了备件的开销，也给今后的维护工作带来很大的困难。造成这个局面的原因是：
一个电厂配备了PLC控制站的辅助车间可能多达二十几个，尽管有了集中控制的思路，但在建设过程中，往往是把这些PLC控制站分包给不同的开发商，结果开发商也往往多达十来个。再加上电厂在规划设计阶段一般对控制系统的性能比较重视，对性能以外的东西往往不作具体要求。而开发商之间设计思路、设备供应商都可能不同，因而设备型号杂乱不一就在所难免了。以某厂为例，PLC控制系统所用的双路电源切换装置有6种型号、UPS不间断电源有4种、PLC系列有3种、继电器接触器的种类更多。要解决这个问题，是不是可以考虑在基建开始时，对电厂辅助车间控制系统设立总承包单位，让总承包单位去考虑设备一致性问题。
3.合理的网络规划
一个满足运行要求的辅控网，应该是一个性能指标达到设计要求、同时又便于今后管理的工业以太网，所以在设计阶段就要对整个网络进行全方位的考虑，规划尽量合理，避免到建设的后期再回过头去修改，那样牵涉面太大。网络的规划一般要考虑网络的拓扑结构、网段和IP地址的划分。
经典的适合电厂辅助车间控制系统的网络拓扑结构一般有星型、环型和环星混合型，这里不再赘述，这里只谈谈对网段和IP地址的划分的看法。
前面提到，对将要进行集中控制的辅控系统，其控制系统设备尽量冗余配置，针对这个特点，网络可以考虑划分成2个子网，主运行和冗于热备的设备分别连在不同的子网上，这样非常利于今后对设备的维护。
对IP地址的划分也要结合辅控站点的数量规模来考虑。一个电厂的辅控网所涉及的PLC站将近二十个，大多数PLC站都包含1～2台工程师/操作员站（调试期用）、2个PLC执行单元、网络交换机，如果再考虑保留几个IP地址留做扩展，那么整个辅控网所需的IP地址数将超过200个。显然，C类IP地址已显不够（C类地址在一个网段下只能容纳254个IP地址，如果再划分2个子网，每个子网只能容纳62个IP地址）
因而，本人认为比较合理的规划应该采用B类IP地址，并划分2个子网。这是在白城发电公司辅控网所进行的网络划分：IP地址为100.100.100.XXX或100.100.101.XXX；子网掩码为255.255.255.0。按IP地址解析规则，这属于A类地址，共划分了64K个子网，每个子网能容纳254个IP地址。分了太多的子网，显然不合理，其后果是：在网段发生切换时，延迟时间太长，让运行监控人员无法忍受。而要修改IP的划分，也不是件容易的事，要等待机组停运或其它适当的场合，还要各开发商做统一修改。可见合理的规划是多么重要。
结论：总之，随着发电企业对提高生产效率的愿望越来越高，以及信息系统（包括SIS）的快速推广，今后的辅控网正在向集中控制方向发展，而在技术层面上，控制系统的性能提高已经为之提供了可能。而在辅控网实施阶段，要重点注意设备的选型、配置以及网络的规划等方面的问题。
参考文献：
1、陈利军 郭艳玲 集散控制系统的最新技术特点与展望《工业仪表与自动化装置》 2006年05期
2、周学慧，袁奕，罗永涛；DCS与PLC控制系统的特点分析[J]；平顶山工学院学报；2005年01期
作者简介：夏庆庆 1982年8月 男 汉 河南省南阳市 2005年毕业于河南电力工业学校 热能自动化专业 本科 现就职于中电投吉林电力股份有限公司白城发电公司 助理工程师 研究方向 电厂热工辅网控制
关键词：车间辅控控制 网络规划 信息系统 统一管理
1.辅助车间的发展趋势：向集中控制方向发展
一个电厂往往有很多个辅助车间。过去，在每个车间一般都设一个有人值班的控制室，采用PLC实现顺序控制，带来的后果一是需要很多值班人员，二是不便于信息的集中处理。
近年来，随着电力体制的深化改革，厂网分开，竟价上网，打破垄断的竞争机制使得电厂必须大幅度地提高生产效率，减少多余的工作人員，降低电价成本，提高市场的竞争力。对辅助车间进行集中控制的要求也更加严格，目前许多新建工程已迅速向着这个方向发展，比如正在调试阶段的新建电厂，都对辅助车间集中控制进行了具体的实施和规划。对于老电厂，也有越来越多的正在进行自动化改造，将辅助车间已纳入改造的范围。
除了经济效益为主要目标，还有两个客观因素促使辅助车间向集中控制方向发展。一是信息系统的普及，特别是近年来对SIS系统的热捧，客观上造就了电厂对辅助车间进行集中监控的要求。因为，如果按以往各自为政的方式，信息要统一收集到其它区的MIS信息，就必须在每个辅助车间的控制室增加接口机，还要针对特殊系统编制专门的通讯程序以解决数据传输问题。与其那样，还不如把那些辅助车间的控制系统连成一个统一的网络系统，既可以进行集中监控，又方便了数据向SIS或MIS的传输，毕竟从辅控网服务器向SIS或MIS服务器传输比从各控制站分别传输容易得多，也稳定得多。二是控制系统的性能，特别是网络传输性能的提高和网络集成技术的成熟，奠定了辅助车间向集中控制方向发展的基础。发展到现在，千兆以太网及交换技术已经作为成熟的技术投入到实用生产当中，PLC的处理能力也有了质的提高，其循环扫描时间已经达到10ms级，这些都为辅助车间实现远程监控提供了可能性。辅助车间实现集中控制要注意做好2件事：一是合理地配置控制系统设备；二是合理地规划辅控网络的布局。
2.控制系统的配置要求
2.1 设备冗余配置
以往，辅助车间在没有实现集中控制时，只有一些重要的站点对PLC的执行单元（即CPU部分）进行了冗余配置，比如锅炉补给水、化水精处理、超滤反渗透、飞灰输送、空压站、燃油泵房等等，其它很多站点都处于单CPU运行状态。
要实现集中控制，各车间的PLC站就处于无人值班状态，这样就对整个控制系统的性能、稳定性提出了更高更严格的要求。所以建议对辅助车间的控制系统所涉及的设备实施冗余配置。
这里所提的设备冗余配置，主要包括以下几方面：
● 工程师站和操作员站
● 系统服务器
● 以太网
● PLC执行单元（包括CPU、电源模块、通讯模块、冗余模块）
关于以太网的冗余，这里有个比较容易引起错觉的地方，请看下列示意（图一）：
这个错觉已经在某电厂出现了，电厂与开发商签订的技术合同是要求按双以太网、双PLC冗余配置，开发商为了降低成本，就按上图进行了配置。事实上，那是不符合要求的。
要真正按双以太网、双PLC冗余配置，应该按下列示意（图一）进行配置：
（图一）
以上图的区别在于：在PLC的执行单元多配了1块通讯模块，将它与另一台交换机相连。当交换机A发生故障时，虽然PLC的执行单元没有做切换，但工程师站和操作员站可以通过交换机B与PLC保持通讯。
2.2 设备型号的统一
现在看来，电厂辅助车间控制系统所用的设备比较杂乱，同样作用的设备，型号也不统一。这样既增加了备件的开销，也给今后的维护工作带来很大的困难。造成这个局面的原因是：
一个电厂配备了PLC控制站的辅助车间可能多达二十几个，尽管有了集中控制的思路，但在建设过程中，往往是把这些PLC控制站分包给不同的开发商，结果开发商也往往多达十来个。再加上电厂在规划设计阶段一般对控制系统的性能比较重视，对性能以外的东西往往不作具体要求。而开发商之间设计思路、设备供应商都可能不同，因而设备型号杂乱不一就在所难免了。以某厂为例，PLC控制系统所用的双路电源切换装置有6种型号、UPS不间断电源有4种、PLC系列有3种、继电器接触器的种类更多。要解决这个问题，是不是可以考虑在基建开始时，对电厂辅助车间控制系统设立总承包单位，让总承包单位去考虑设备一致性问题。
3.合理的网络规划
一个满足运行要求的辅控网，应该是一个性能指标达到设计要求、同时又便于今后管理的工业以太网，所以在设计阶段就要对整个网络进行全方位的考虑，规划尽量合理，避免到建设的后期再回过头去修改，那样牵涉面太大。网络的规划一般要考虑网络的拓扑结构、网段和IP地址的划分。
经典的适合电厂辅助车间控制系统的网络拓扑结构一般有星型、环型和环星混合型，这里不再赘述，这里只谈谈对网段和IP地址的划分的看法。
前面提到，对将要进行集中控制的辅控系统，其控制系统设备尽量冗余配置，针对这个特点，网络可以考虑划分成2个子网，主运行和冗于热备的设备分别连在不同的子网上，这样非常利于今后对设备的维护。
对IP地址的划分也要结合辅控站点的数量规模来考虑。一个电厂的辅控网所涉及的PLC站将近二十个，大多数PLC站都包含1～2台工程师/操作员站（调试期用）、2个PLC执行单元、网络交换机，如果再考虑保留几个IP地址留做扩展，那么整个辅控网所需的IP地址数将超过200个。显然，C类IP地址已显不够（C类地址在一个网段下只能容纳254个IP地址，如果再划分2个子网，每个子网只能容纳62个IP地址）
因而，本人认为比较合理的规划应该采用B类IP地址，并划分2个子网。这是在白城发电公司辅控网所进行的网络划分：IP地址为100.100.100.XXX或100.100.101.XXX；子网掩码为255.255.255.0。按IP地址解析规则，这属于A类地址，共划分了64K个子网，每个子网能容纳254个IP地址。分了太多的子网，显然不合理，其后果是：在网段发生切换时，延迟时间太长，让运行监控人员无法忍受。而要修改IP的划分，也不是件容易的事，要等待机组停运或其它适当的场合，还要各开发商做统一修改。可见合理的规划是多么重要。
结论：总之，随着发电企业对提高生产效率的愿望越来越高，以及信息系统（包括SIS）的快速推广，今后的辅控网正在向集中控制方向发展，而在技术层面上，控制系统的性能提高已经为之提供了可能。而在辅控网实施阶段，要重点注意设备的选型、配置以及网络的规划等方面的问题。
参考文献：
1、陈利军 郭艳玲 集散控制系统的最新技术特点与展望《工业仪表与自动化装置》 2006年05期
2、周学慧，袁奕，罗永涛；DCS与PLC控制系统的特点分析[J]；平顶山工学院学报；2005年01期
作者简介：夏庆庆 1982年8月 男 汉 河南省南阳市 2005年毕业于河南电力工业学校 热能自动化专业 本科 现就职于中电投吉林电力股份有限公司白城发电公司 助理工程师 研究方向 电厂热工辅网控制