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设计说明k0701正式版

60-F1831S-K0701-01

华能沁北电厂一期工程施工图设计阶段

热控部分第7卷第1册

辅助系统（车间）网络

配置说明书及设备清单

西北电力设计院

2004年2月西安

批准：

审核：

校核：

设计：

孟晓伟

目　　录

1.辅助系统（车间）监控设计原则

1.1控制方式

1.2辅网监控范围

2.辅网设计方案

2.1辅网的网络结构

2.2辅助系统（车间）程控配置

2.3辅助系统（车间）控制设备布置

2.4辅助系统（车间）控制设备供货

3.辅网硬件配置

3.1操作员站（兼做工程师站）

3.2服务器

3.3网络中心交换机

3.4电源

4.0辅网软件配置

4.1配置简介

4.2数据流向及访问控制

5.0辅网系统可靠性

5.1系统的多重冗余功能

5.2系统的安全保护

5.3传输介质

6.0辅网与各辅助车间控制系统的接口

7.0辅网系统功能

7.1集中显示、报警及记录

7.2控制操作功能

7.3管理报表功能

7.4工程师站功能

7.5系统的安全管理功能

7.6与SIS系统的接口

7.7其它

附录一：

华能沁北电厂辅网系统对辅机程控系统的统一规定

附录二：

辅网软硬件设备清单

1.辅助系统（车间）监控设计原则

1.1控制方式

1.1.1本工程采用炉、机、电、网及辅助车间集中控制方式。

除了输煤控制室设置值班员以外，不再单独设电气网络控制室及其它辅助车间系统的控制室。

1.1.2辅助车间采用联网集中监控方式，监控点设在主厂房集中控制室，即在辅助车间监控网的LCD操作员站上完成对全厂辅助系统（车间）的远方监视与控制。

辅网中各工艺系统均采用独立的PLC程控装置完成控制功能。

为在系统调试和启动初期方便运行操作，系统还设有以下几个辅助监控点：

化学水处理总站控制室、除灰渣系统控制室、燃油泵房控制室、综合水泵房控制室、工业污废水控制室、输煤程控系统控制室。

1.2辅网监控范围

1.2.1全厂给排水系统：

包括综合水泵房；污水站；工业废水处理系统；水源地。

1.2.2化学水处理总站：

包括循环水弱酸处理系统、锅炉补给水处理系统、化学废水处理系统、循环水旁流预处理系统等、循环水加次氯酸钠系统等。

1.2.3灰渣处理系统：

包括飞灰输送系统；除渣及石子煤输送系统等。

1.2.4输煤系统

1.2.5电除尘系统

1.2.6主厂房凝结水精处理系统

1.2.7其它辅助生产系统：

包括燃油泵房；空压机站；采暖加热站等。

2.辅网设计方案

2.1辅网的网络结构

沁北电厂辅控网络系统采用“集中监测，分散控制”的方式，由计算机作为全厂辅控网中央监控工作站、ModiconQuantum系列PLC作为现场分散控制站，组成全厂辅助车间工业控制网。

辅助车间的监控系统分两层，第一层即现场控制层，该层是生产控制的执行层，包括各辅助车间控制系统的可编程序控制器，以及就地控制室上位工控机，构成各辅助车间完整的监视与控制系统。

第二层即辅控网监控层，是全厂辅机控网系统的核心层，采用光纤、交换机、服务器及工控机，构成上一层完整的监视控制系统。

辅控网监控层与现场控制层之间采用冗余星型光纤网连接，使得整个系统具有极高的可靠性。

全厂辅助车间PLC控制系统监控网络为100M工业以太网，采用冗余星型结构。

2台服务器、2台网络中心交换机布置在集控楼的机房内，3台监控工作站及工程师站均布置于集中控制室。

服务器、监控工作站及工程师站通过冗余通道与中心交换机连接。

网络中心交换机通过冗余光纤分别与各辅助辅助车间控制系统的交换机连接，构成网络的主干。

网络中心配置2台德国赫斯曼公司的Mice3000工业级交换机，用来连接服务器、操作员站（工程师站）和各子程控系统的PLC。

2台DellPowerEdge1600SC高性能服务器通过以太网直接与各子控制系统PLC通讯，从PLC中采集实时数据，存储于服务器中，承担辅控网系统的数据采集、存储、处理和服务工作。

辅网配置了3台研华IPC610工业控制机主机及21〞工业级液晶显示器作为操作员站，任意一台操作员站均可承担工程师站功能。

同时配置1台HP1180C彩色喷墨打印机和1台黑白激光打印机，用于打印各种运行报表、系统报警以及监控画面。

各辅助车间程控PLC系统与其车间监控上位机的组网方式采用Modicon的MB+网。

2.2辅助系统（车间）程控配置

序号

项目

工艺系统范围

PLC配置

I/O点数

车间上位机

远程I/O

化学水处理总站

a.循环水弱酸处理系统

（约350点）

CPU双机热备

合计：

约1280点

2台

有

b.锅炉补给水处理系统

（约700点）

CPU双机热备

有

c.化学废水处理系统

（约180点）

单CPU

有

d.循环水加次氯酸钠系统

单CPU

随工艺系统成套，约150点

无

综合水泵房区域

a.综合水泵房（约180点）

b.空压机站（约30点）

c.采暖加热站（约80点）

CPU双机热备

合计：

约290点

1台

有

飞灰输送系统

CPU双机热备

随工艺系统成套，约660点

2台

有

除渣及石子煤系统

a.石子煤输送系统（约6点/单台机组）

b.渣系统（约100点/单台机组）

单CPU

合计：

约220点/单台机组

无

有

燃油泵房区域

a.燃油泵房（约100点）

CPU双机热备

合计：

约100点

1台

无

工业废水处理区域

a.生活污水站（约40点）

b.工业废水处理系统（约100点）

单CPU

合计：

约140点

1台

有

凝结水精处理系统

a.1#机混床（200点）

b.2#机混床（200点）

c.再生单元（164点）

CPU双机热备

合计：

约564点

无

有

输煤系统

（电气专业负责）

输煤系统

CPU双机热备

约1200点

2台

有

电除尘器控制系统（电气专业负责）

电除尘器系统

采用PLC控制，电除尘控制设备室配置2台上位机，并通讯至辅网，正常运行时在集控室通过辅网进行监控

深井泵房系统（电气专业负责）

深井泵房系统

采用计算机三遥系统，厂内接收装置配1台上位机，安装于综合泵房控制设备室,，并通讯至辅网，正常运行时在集控室通过辅网进行监控

2.3辅助系统（车间）控制设备布置

辅助车间监控网的LCD操作员站布置在集中控制室。

辅助车间监控网的网络交换设备与服务器布置在集控楼网络机房。

各辅助车间控制设备室布置在各车间内，室内布置有辅助系统的PLC机柜，其中主要的车间还布置有就地CRT操作员站，做临时监控用。

对某些比较分散的辅助系统，采用PLC远程I/O机柜，机柜布置在靠近一次设备处。

2.4辅助系统（车间）控制设备供货

2.4.1辅助车间监控网和工业污废水、燃油泵房、综合水泵房（含采暖加热站）等小程控系统及现场一次设备均由西安航天210所成套供货。

2.4.2化学补给水程控、弱酸及旁流预处理系统、化学废水处理系统、除渣程控系统、输煤程控系统及现场一次设备均由华能新锐公司成套供货。

2.4.3　超滤及反渗透控制装置及现场一次设备由华能葫芦岛公司成套供货。

2.4.4飞灰输送程控系统及现场一次设备由北京克莱德公司成套供货。

2.4.5凝结水精处理程控系统及现场一次设备由武汉凯迪公司成套供货。

2.4.6循环水加次氯酸钠程控系统及现场一次设备由武汉兴达公司成套供货。

3.0辅网硬件配置

3.1操作员站（兼做工程师站）

沁北电厂辅控网配备3台独立的上位监控机，做为操作员站，并可任意定义一台为工程师站，3台上位机之间具有操作上的互相闭锁功能。

由于本工程DCS操作员站和辅网操作员站并排放在一起，所以辅网的操作员站和DCS的型号、性能及外型尺寸一致。

上位操作员站选用台湾研华主流原装工控机，其主要技术参数要求如下：

●型号：

IPC－610

●CPU：

INTELPENTIUM1.3GHZ

●硬盘：

40G

●内存：

256M

●软驱：

3.5″1.44MB

●光驱：

40倍速

●显示器：

NEC2010X21″液晶显示器

3.2服务器

辅控网配备二台DellPowerEdge1600SC服务器，互为热备用，做为上位机与PLC之间的通讯通道，各自配置有独立的数据库，并作为网关计算机负责与厂级监控信息系统（SIS）的接口。

处理器

●处理器（CPU）：

INTEL至强PentiumIII

●处理器内部时钟速度：

1800MHz

✧内存

●内存（RAM）：

1024MB

✧硬盘

●硬盘大小：

40GB

●硬盘类型：

Ultra160SCSI

✧网络

●显示器：

工业级PCI100M以太网卡

●网卡数量：

2块

●网络功能：

支持冗余网卡功能

3.3网络中心交换机

辅控网配备二台德国赫斯曼Mice3000系列模块化工业交换机作为全厂辅控网的中心交换机，该交换机安装于集控楼网络机房内。

3.4电源

辅网系统配置电源柜1面，电源柜装有一台交流切换分路器，采用双路集中供电方式，双路电源分别取自1#/2#机组的DCS电源柜，双路互为备用，二路交流220V±15％，50Hz±1Hz的工作电源，其中任意一路失电，能立即自动切换到另一路供电，以保证电源供电可靠。

此外，专为上位机配一台美国山特2000VAUPS电源。

4.0辅网软件配置

4.1配置简介

辅网软件部分主要由操作系统、监控软件、编程软件以及实时数据库组成，它们分别实现全厂辅助车间网络上位机的监控、各车间PLC逻辑控制功能以及系统内部、外部的数据接口。

操作系统选用Windows2000。

监控软件采用Intellution公司的正版iFIX2.6软件。

确保系统既有较好的运行实时性，又有良好的开放性。

所有设备的代号和测点编号采用KKS编码。

PLC程控软件基于Concept平台上进行开发,该开发平台在Windows2000环境下运行，既可离线又可在线进行组态。

实时数据库安装于系统的二台服务器内，提供操作员站和厂级监控信息系统（SIS）的数据接口。

对系统组态的修改在工程师站（三台操作员站均可作为工程师站）上进行，在线或离线均可。

4.2数据流向及访问控制

两台服务器通过双缆冗余星形拓扑结构的以太网与各辅助车间的PLC系统进行通讯，读取所有系统的I/O信息，生成包括所有系统的全部图控画面。

三台操作员站以C/S结构访问服务器，并能对所有辅助车间的PLC程控系统进行监视及控制。

三台操作员站的控制指令经服务器后传至各辅助车间的PLC程控系统，完成对所有设备的远程控制。

三台操作员站不直接与各辅助车间的PLC程控系统进行通讯，大大降低了整个网络负荷。

采用C/S结构，整个系统安装维护方便。

5.0辅网系统可靠性

5.1系统的多重冗余功能

为了实现24小时不间断监控，最大可能的提高辅网系统的可靠性，本系统设计了多重冗余功能：

网络冗余，服务器冗余，iFIX数据采集冗余。

本系统在整个网络采用星形冗余结构的基础上，对服务器采用双机热备，即在正常情况下，主服务器负责从各辅助车间PLC程控系统读取数据，存放于SQLServer数据库中，并负责处理三台操作员站的各种请求，当主服务器产生故障或数据连接失败的情况下，IFIX自动从主服务器切换到备用服务器，接管主服务器的所有功能，并保持与三台操作员站的通讯。

5.2系统的安全保护

当系统投运后，一般情况下，所有监控均在单元控制室里完成；

当某一辅助监控点需要操作时，系统通过网络远程授权某一操作人员在辅助监控点进行操作，此时单元控制室对此辅助监控点无操作能力；

当操作完成后，系统自动收回授权，辅助监控点不能进行操作，单元控制室恢复其控制功能；

综上所述，系统通过编程使单元控制室及辅助监控点不能同时操作，同时也可保证三台操作员站不能对同一系统同时操作，从而在一定程度上，使系统的安全性大大增加；

5.3传输介质

辅网系统主干网使用多模光纤电缆作为传输介质。

6.0辅网与各辅助车间控制系统的接口

各辅助车间程控系统均采用ModiconQuantum系列的PLC，ModiconPLC的TCP/IP以太网接口模块为140NOE77100。

采用光纤直接将以太网接口模块140NOE77100的光端接口与辅控网赫斯曼中心交换机连接，即完成辅网与各辅助车间的硬件连接，它们之间的连接不再通过二级交换机。

7.0辅网系统功能

7.1集中显示、报警及记录

每台LCD能综合显示字符和图象信息，运行人员通过LCD实现对辅助车间各分系统运行过程的操作和监视。

提供足够的和完善的工艺系统模拟图。

每幅画面能显示过程变量的实时数据和运行设备的状态，显示的颜色或图形随过程状态的变化而变化。

可显示PLC装置内所有的过程点，包括模拟量输入、数字量输入、数字量输出、中间变量和计算值。

操作显示：

采用多层显示结构，显示的层数根据工艺过程和运行要求来确定，这种多层显示可使运行人员方便地翻页，以获得操作所必需的细节和对特定的工况进行分析。

棒状图显示：

以动态棒状图的外形尺寸反映各种过程变量的变化。

棒状图可在任何一幅画面中进行组态和显示，每一棒状图的标尺可设置成任何比例。

报警显示：

系统通过接点状态的变化，或者参照预先存储的参考值，对模拟量输入、平均值、变化速率、其他变换值进行扫描比较，分辨出状态的异常、正常或状态的变化。

若确认某一点越过预先设置的限值，LCD屏幕显示报警，并发出声响信号。

报警汇总：

显示所有存在的报警和所有返回到正常情况下但没有经过报警确认的报警情况。

列出报警表、报警时间；没有确认的报警闪烁；在报警总汇中，使用单击式进行报警确认。

系统状态显示：

能显示系统状态，并表示出与数据通讯总线相连接的各个过程站内所有I/O模件、CPU、UPS、总电源开关等的运行状态。

任何一个站或模件发生故障，相应的状态显示画面的颜色和亮度发生改变，以引起运行人员的注意。

控制操作功能

7.2控制操作功能

可按组态通过鼠标指定画面上的对象进行开关或增减操作。

回路响应时间不大于2秒。

控制系统采用程控、远控、就地控制相结合的方式，对于电动门、气动门、泵、风机等控制对象除了在控制室进行远方控制外，保留就地操作手段。

在手动方式下操作员启停电动机、开关阀门及其它设备时，CRT画面应提供操作指导。

现场设备故障，影响程控前进时，在满足相关约束下，运行人员干预可进行跳步操作。

设备处于就地操作方式时，上位机操作无效。

控制操作功能还包括自动和手动控制方式的选择，调整过程设定值和偏置等。

7.3管理报表功能

该功能可实现各设备累计运行时间统计；各设备故障次数自动统计；历史数据自动查找功能；自动生成用户期望的各种报表．如班报、月报、年报并自动打印。

定期记录：

定期记录包括交接班记录、日报和月报，对交接班记录和日报，系统应每一小时作时间间隔，对变量进行记录。

而对月报，则以每一天作时间间隔，对变量进行记录。

在每一个交接班后，或每一天结束时，或每一个月结束时，自动进行记录打印，或根据运行人员指令召唤打印。

运行人员操作记录：

系统记录运行人员在控制室进行的所有操作项目及每次操作的精确时间。

通过对运行人员操作行为的准确记录，可便于分析运行人员的操作意图，有利于提高运行人员操作水平,同时,当工艺系统事故时,便于分析事故的原因

7.4工程师站功能

在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均能通过网络加载到操作员站。

各程控系统PLC控制程序的组态和修改可在辅网的工程师站上进行，并通过网络下载到程序控制系统的PLC中。

通过网络，工程师站能调出系统内任一PLC站的系统组态信息和有关数据，还可以使运行人员将组态的数据从工程师站下载到各PLC站和操作员站。

此外，当重新组态的数据被确认后，系统能自动地刷新其内存。

工程师站还可实现程序开发、系统诊断、数据库管理和维护;画面的编辑及修改等功能。

7.5系统的安全管理功能

该功能可有效防止各种误操作及单元控制室与各辅助车间同时操作。

7.6与SIS系统的接口

在辅控网系统和SIS系统的互连上，将辅网系统的冗余服务器通过冗余配置的接口机（均配备硬件防火墙，由SIS系统供货），连接到SIS骨干网上。

在防火墙上设置各种安全策略来限制辅控网系统和SIS之间的数据交流。

7.7其它

●实现集中监控后，原有各系统上位机的操作功能和系统流程保持不变；

●任一操作员站在任何时刻都能独立完成所用功能；

●具备口令和安全功能；

●工程技术人员可以在工程师站随时监视整个网络的运行情况；

●历史数据存储和检索；

附录一：

华能沁北电厂辅网系统对辅机程控系统的统一规定

一、以太网地址和名称配置

1.子系统地址和名称配置表

系统名称

PLC主机

名称和地址

PLC备用地址

名称和地址

上位主机

名称和地址

上位备机

名称和地址

输煤系统

SM_PLC1

192.168.100.10

SM_PLC2

192.168.101.10

SM_PC1

192.168.100.11

192.168.101.11

SM_PC2

192.168.100.12

192.168.101.12

飞灰输送系统

FH_PLC1

192.168.100.15

FH_PLC2

192.168.101.15

FH_PC1

192.168.100.16

192.168.101.16

FH_PLC2

192.168.100.17

192.168.101.18

化学补给水系统

BGS_PLC1

192.168.100.20

BGS_PLC2

192.168.101.20

HXS_PC1

192.168.100.24

192.168.101.24

HXS_PC2

192.168.100.25

192.168.101.25

弱酸处理及旁流预处理系统

RS_PLC1

192.168.100.28

化学废水处理系统

FS_PLC1

192.168.100.22

循环水加药系统

XHS_PLC1

192.168.100.23

水源地三遥监控

XYD_PLC1

192.168.100.30

XYD_PLC2

192.168.101.30

XYD_PC1

192.168.100.31

192.168.101.31

XYD_PC2

192.168.100.32

192.168.101.32

电除尘系统

DCC_PLC1

192.168.100.35

DCC_PC1

192.168.100.37

凝结水精处理系统

JCL_PLC1

192.168.100.40

JCL_PLC2

192.168.101.40

JCL_PC1

192.168.100.41

192.168.101.41

JCL_PC2

192.168.100.42

192.168.101.42

工业污废水处理程控系统

WS_PLC1

192.168.100.45

WS_PC1

192.168.100.47

燃油泵房程控系统

RYBF_PLC1

192.168.100.50

RYBF_PLC2

192.168.101.50

RYBF_PC1

192.168.100.51

综合泵房程控系统

ZHBF_PLC1

192.168.100.55

ZHBF_PLC2

192.168.101.55

ZHBF_PC1

192.168.100.56

除渣程控系统

2．SCADA服务器及操作员站名称及地址配置

名称

机器名称

IP地址（主网）

IP地址（备网）

SCADA主服务器

QB_SRV1

192.168.100.1

192.168.101.1

SCADA主服务器

QB_SRV2

192.168.100.2

192.168.101.2

操作员站1

QB_OPER1

192.168.100.3

192.168.101.3

操作员站2

QB_OPER2

192.168.100.4

192.168.101.4

操作员站3

QB_OPER3

192.168.100.5

192.168.101.5

注：

以上IP地址的子网掩码为255.255.255.0

二、监控软件iFix的配置

1.iFix的基本配置

系统名称

本地节点名

标记名

前缀

标记组文件

画面文件

时间表

安全

区域

历史纪录分配文件

输煤系统

QB_SM

SM_

飞灰输送

系统

QB_FH

FH_

化学补给水系统

QB_BGS

BGS_

弱酸处理及旁流预处理系统

QB_RS

RS_

化学废水处理系统

QB_FS

FS_

循环水加药系统

QB_XHS

XHS_

水源地三遥监控

QB_XYD

XYD_

电除尘系统

QB_DCC

DCC_

凝结水精处理系统

QB_JCL

JCL_

工业污废水处理程控系统

QB_WS

WS_

燃油泵房程控系统

QB_RYBF

RYBF_

综合泵房程控系统

QB_ZHBF

ZHBF_

除渣程控系统

2.其他配置及说明

2.1画面的格式：

画面分辨率为1024*768真彩色32位，小字体模式。

画面由三部分构成：

顶菜单，底菜单和控制画面。

其中，顶菜单由画面说明区和报警区域两部分组成，高度位8logicalunit，底菜单由切换化画面的一个个按钮组，高度位5logicalunit。

中部为状态显示和控制操作区，画面背景为灰色。

下图为整个画面的参考下图：

画面说明区

背景区域

状态显示及控制区

切换按钮区

2.2其他说明

各个子系统尽量少用KeyMacro。

附录二：

辅网设备清单

名称

规格和型号

单位

数量

产地

生产厂家

备注

辅网网络设备及其与辅助车间接口设备清单

服务器

IBMPowerEdge1600SC

台

美国

IBM

操作员站

IPC-610

台

台湾

研

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