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【摘要】通过国华粤电台山二期工程超超临界机组全厂辅助控制网络系统（简称BOP网）一体化设计的具体设计和优化工作，详细阐述了系统基于RSVIEW sE所采用的BOP网结构、硬件组成、软件结构以及优化方式。以此为例来说明火力发电厂BOP网的设计和优化。
【关键词】RSVIEW SE；BOP；设计；优化
【中图分类号】TF355 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0205-02
1、引言
随着PLC的成熟和电厂管理水平的提高，为消除各个辅助控制系统存在的“孤岛”，而将BOP网（监控范围主要为水、煤、灰）联成一体实现一体化集中监控，在技术上不仅可行，而且已逐渐成为新建电厂的主流设计方向。本文以BOP网的实际建设为例来说明其一体化的设计和应用过程。
2、BOP网一体化设计
2.1 设计目标
台山电厂二期工程（2$1000MW）燃煤机组3大主机锅炉、汽机和发电机均采用上海电气厂产品，DCS采用和利时MACSV6分散控制系统。设计和实施目标是对锅炉补水系统、淡水预处理系统（作为锅炉补给水的远程站）、制氯系统、废水处理系统、除渣系统（包括两套石子煤、渣浆泵系统和两套冲洗水泵房系统）、两套除灰系统、灰库系统、输煤系统实现集中监控，完成电厂的管控一体化。它的监控点设在电厂集中控制室里，监控操作员站和DCS操作员站并排放置同一操作台上，由1-3名操作员完成对各个辅助车间系统的操作和监视，全厂各辅助车间按无人值班设计。同时将各现场的数据通过硬件接口提供给上层SIS系统，为电厂的科学化管理创造有利条件和物质基础。
2.2 网络拓扑结构
BOP子控制系统物理位置分散，上层网络中的数据流量大、负荷高，因此本辅网最终决定以千兆工业以太网交换机组建互相热备冗余的星型以太网，如图l巨斤示。
该系统的网络结构由上到下分监控网、系统网、和控制网三个层次，监控网实现操作员站、工程师站、SIS站与系统服务器的互连，为100Mb/s的以太网；系统网实现系统服务器与现场控制站的互连，为1000Mb/S的工业以太网；控制网实NPLC主控单元和过程I/O单元的通讯，以同轴电缆为介质的冗余controlnet控制网。如图1所示BOP通过物理（交换机）手段将BOP划分为水灰煤三个子网，又使用逻辑（VLAN）手段使各个子系统独立本地网络，使系统模块化、局部化，特定的数据流会在各自的网络中快速流动传递，避免网络风暴，保证信息的实时性和高速性。
2.3 硬件配置
服务器：选用Stratus ftserver 4410系列一对，这是一种提供具有99.99+%连续运行时间的工业级标准容错服务器。它采用硬件容错方式，对内存动态数据进行镜像保护，具备无故障时间恢复和无内存数据丢失等优点。具体配置为：双路四核Intel Xeon processor2.00 GHz，12M高速缓存，内存4G DDRII，硬盘为146G 15K，SASX2容量为500G，两个双口网卡10/100/1000M自适应。
交换机：主交换机选用赫斯曼MACH4002 48+4G L3P千兆以太网交换机2台，子网交换机选用MS30系列，本地交换机选用MS20系列。交换机具备冗余供电能力，千兆环网典型自愈时间：<50ms，基于MAC与IIP对交换机管理和划I>VLAN，VLAN支持IEEE802.1X标准。
操作员及工程师站：共有3台全功能操作员站和1台工程师站，全部选择DELL商用机Optiplex 760，21英寸LCD显示器。各系统和各站的监控画面统一，操作方式统一，不仅互相热备，而且操作互相闭锁。
接口机：l台，配备硬件防火墙和工业级接口计算机，配置和操作员站的配置相同。SIS系统通过5类双绞线接入辅控以太网，并通过OPc方式从服务器数据库中提取数据。OPC通过FSGateway抓取InSQL实时数据，再由任意OPC客户端软件通过OPC抓取FSGateway的数据，实现BOP在IT的实时显示。
PLC：按照8个工艺子系统共配置8套双机热备PLC控制系统，选用AB公司的CONTROLLOGIX 1756 L61系列产品。PLC控制系统底层网络通过控制网模块CNBR实现冗余，就地交换机与CPU之间采用以太网通信模块ENBT实现双备用连接，通信速度能达到100Mbit/S，热备冗余模块1757 SRM之间采用光纤通信。CPU的负荷率在正常情况小于50%，事故情况小于70%，机柜内不同类型的I/O模块都留有至少20%的备用，而每个机柜内PLC底板都有模块的扩展槽位。
电源：系统配有2路220vAc单相二线制50Hz交流电源。2路电源通过交流电源切换装置进行自动切换，切换后的电源送至2台主交换机、UPS，切换时间lSmso任一路电源供电消失，系统会发出“电源消失报警”信号，电源配置有浪涌保护装置。
2.4 软件配置
2.4.1 应用软件
本BOP上位软件选用RSViewSE5.0中文版监控软件包，它包含几种用于建立项目的软件，按照c/s（客户端/服务器）架构配置成分布式系统。操作员站作为客户机端运行RSViewSE Client软件，用于监控系统画面，它通过交换机的连接请求并提取各种现场数据，并提供报警与报表的查询打印服务。工程师站除和操作员站有相同的功能外，还运行RSViewSEStudio软件实现画面组态。RSViewSE ServertR@运行于服务器，用于存储BOP的工程组件，包括图形显示、标签库和日志，一经安装则作为一组Windows服务“傻瓜型”运行，为客户端请求提供信息。RSLinx forRSView运行于服务器，将下位控制器的数据提供给上位机。下位编程软件配合PLC采用RSlogix5000 16.0，编程语言以梯形图（LD）为主，辅以功能块（FBD）和结构化文本（ST），实现程序的最优化编写。
2.4.2 操作系统平台
操作系统平台选用Windows中文版，该平台是目前中小型网络主流操作系统，安全性、稳定性好，支持绝大多数软件工业标准。其中服务器运行于WindoWS 2003 Server，操作员站运行于WindowsXP中文版。
2.4.3 数据库软件
数据库软件选用微软Ms SQL SERVER 2005，通过标准数据接口和查询手段向其它用户提供所需要的数据信息，包括ODBC、OLEDB、ADO、RDO、DAO和JET引擎等软件工业数据库接口标准。
2.4.3 其它软件
交换机监视采用赫斯曼交换机专用软件HivisiOno杀毒软件选用瑞星产品。
3、优化及效果
本BOP系统调试过程中，为提高可靠性和反应时间，继续进行了四个方面的优化
1）重新划分JWLAN。通过软件Hivision，突破物理网络限制，以子系统为基本单位划分8+VLAN，加上监控网，共有9+VLAN，限制广播范围。
2）减少画面同时执行命令数。当操作员打开多级画面后，实行画面逐级关闭，防止画面假死。
3）完善趋势查询执行VBA脚本。当操作员查询趋势时，由于趋势VBA脚本初始化未完成，进一步的操作就导致软件报错，完善脚本后缩短了初始化时间，满足操作要求。
4）降域改组。BOP内计算机数量少于10台，使用WindowsZ组环境能提高通讯速率。
4、结论
自完成系统设计调试到正式投入生产已超过1年，证明该BOP网络系统的设计和优化合理安全，网络通讯正常，操作员和服务器负荷均保持在10%以下，画面切换时间也在2秒以下，完全满足辅助车间生产运行的需要，完成了预期设计和优化初衷，实现了减员增效和提升全厂运行管理自动化控制水平的目标。
【关键词】RSVIEW SE；BOP；设计；优化
【中图分类号】TF355 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0205-02
1、引言
随着PLC的成熟和电厂管理水平的提高，为消除各个辅助控制系统存在的“孤岛”，而将BOP网（监控范围主要为水、煤、灰）联成一体实现一体化集中监控，在技术上不仅可行，而且已逐渐成为新建电厂的主流设计方向。本文以BOP网的实际建设为例来说明其一体化的设计和应用过程。
2、BOP网一体化设计
2.1 设计目标
台山电厂二期工程（2$1000MW）燃煤机组3大主机锅炉、汽机和发电机均采用上海电气厂产品，DCS采用和利时MACSV6分散控制系统。设计和实施目标是对锅炉补水系统、淡水预处理系统（作为锅炉补给水的远程站）、制氯系统、废水处理系统、除渣系统（包括两套石子煤、渣浆泵系统和两套冲洗水泵房系统）、两套除灰系统、灰库系统、输煤系统实现集中监控，完成电厂的管控一体化。它的监控点设在电厂集中控制室里，监控操作员站和DCS操作员站并排放置同一操作台上，由1-3名操作员完成对各个辅助车间系统的操作和监视，全厂各辅助车间按无人值班设计。同时将各现场的数据通过硬件接口提供给上层SIS系统，为电厂的科学化管理创造有利条件和物质基础。
2.2 网络拓扑结构
BOP子控制系统物理位置分散，上层网络中的数据流量大、负荷高，因此本辅网最终决定以千兆工业以太网交换机组建互相热备冗余的星型以太网，如图l巨斤示。
该系统的网络结构由上到下分监控网、系统网、和控制网三个层次，监控网实现操作员站、工程师站、SIS站与系统服务器的互连，为100Mb/s的以太网；系统网实现系统服务器与现场控制站的互连，为1000Mb/S的工业以太网；控制网实NPLC主控单元和过程I/O单元的通讯，以同轴电缆为介质的冗余controlnet控制网。如图1所示BOP通过物理（交换机）手段将BOP划分为水灰煤三个子网，又使用逻辑（VLAN）手段使各个子系统独立本地网络，使系统模块化、局部化，特定的数据流会在各自的网络中快速流动传递，避免网络风暴，保证信息的实时性和高速性。
2.3 硬件配置
服务器：选用Stratus ftserver 4410系列一对，这是一种提供具有99.99+%连续运行时间的工业级标准容错服务器。它采用硬件容错方式，对内存动态数据进行镜像保护，具备无故障时间恢复和无内存数据丢失等优点。具体配置为：双路四核Intel Xeon processor2.00 GHz，12M高速缓存，内存4G DDRII，硬盘为146G 15K，SASX2容量为500G，两个双口网卡10/100/1000M自适应。
交换机：主交换机选用赫斯曼MACH4002 48+4G L3P千兆以太网交换机2台，子网交换机选用MS30系列，本地交换机选用MS20系列。交换机具备冗余供电能力，千兆环网典型自愈时间：<50ms，基于MAC与IIP对交换机管理和划I>VLAN，VLAN支持IEEE802.1X标准。
操作员及工程师站：共有3台全功能操作员站和1台工程师站，全部选择DELL商用机Optiplex 760，21英寸LCD显示器。各系统和各站的监控画面统一，操作方式统一，不仅互相热备，而且操作互相闭锁。
接口机：l台，配备硬件防火墙和工业级接口计算机，配置和操作员站的配置相同。SIS系统通过5类双绞线接入辅控以太网，并通过OPc方式从服务器数据库中提取数据。OPC通过FSGateway抓取InSQL实时数据，再由任意OPC客户端软件通过OPC抓取FSGateway的数据，实现BOP在IT的实时显示。
PLC：按照8个工艺子系统共配置8套双机热备PLC控制系统，选用AB公司的CONTROLLOGIX 1756 L61系列产品。PLC控制系统底层网络通过控制网模块CNBR实现冗余，就地交换机与CPU之间采用以太网通信模块ENBT实现双备用连接，通信速度能达到100Mbit/S，热备冗余模块1757 SRM之间采用光纤通信。CPU的负荷率在正常情况小于50%，事故情况小于70%，机柜内不同类型的I/O模块都留有至少20%的备用，而每个机柜内PLC底板都有模块的扩展槽位。
电源：系统配有2路220vAc单相二线制50Hz交流电源。2路电源通过交流电源切换装置进行自动切换，切换后的电源送至2台主交换机、UPS，切换时间lSmso任一路电源供电消失，系统会发出“电源消失报警”信号，电源配置有浪涌保护装置。
2.4 软件配置
2.4.1 应用软件
本BOP上位软件选用RSViewSE5.0中文版监控软件包，它包含几种用于建立项目的软件，按照c/s（客户端/服务器）架构配置成分布式系统。操作员站作为客户机端运行RSViewSE Client软件，用于监控系统画面，它通过交换机的连接请求并提取各种现场数据，并提供报警与报表的查询打印服务。工程师站除和操作员站有相同的功能外，还运行RSViewSEStudio软件实现画面组态。RSViewSE ServertR@运行于服务器，用于存储BOP的工程组件，包括图形显示、标签库和日志，一经安装则作为一组Windows服务“傻瓜型”运行，为客户端请求提供信息。RSLinx forRSView运行于服务器，将下位控制器的数据提供给上位机。下位编程软件配合PLC采用RSlogix5000 16.0，编程语言以梯形图（LD）为主，辅以功能块（FBD）和结构化文本（ST），实现程序的最优化编写。
2.4.2 操作系统平台
操作系统平台选用Windows中文版，该平台是目前中小型网络主流操作系统，安全性、稳定性好，支持绝大多数软件工业标准。其中服务器运行于WindoWS 2003 Server，操作员站运行于WindowsXP中文版。
2.4.3 数据库软件
数据库软件选用微软Ms SQL SERVER 2005，通过标准数据接口和查询手段向其它用户提供所需要的数据信息，包括ODBC、OLEDB、ADO、RDO、DAO和JET引擎等软件工业数据库接口标准。
2.4.3 其它软件
交换机监视采用赫斯曼交换机专用软件HivisiOno杀毒软件选用瑞星产品。
3、优化及效果
本BOP系统调试过程中，为提高可靠性和反应时间，继续进行了四个方面的优化
1）重新划分JWLAN。通过软件Hivision，突破物理网络限制，以子系统为基本单位划分8+VLAN，加上监控网，共有9+VLAN，限制广播范围。
2）减少画面同时执行命令数。当操作员打开多级画面后，实行画面逐级关闭，防止画面假死。
3）完善趋势查询执行VBA脚本。当操作员查询趋势时，由于趋势VBA脚本初始化未完成，进一步的操作就导致软件报错，完善脚本后缩短了初始化时间，满足操作要求。
4）降域改组。BOP内计算机数量少于10台，使用WindowsZ组环境能提高通讯速率。
4、结论
自完成系统设计调试到正式投入生产已超过1年，证明该BOP网络系统的设计和优化合理安全，网络通讯正常，操作员和服务器负荷均保持在10%以下，画面切换时间也在2秒以下，完全满足辅助车间生产运行的需要，完成了预期设计和优化初衷，实现了减员增效和提升全厂运行管理自动化控制水平的目标。