分散控制系統(tǒng)（dcs）以其高度的可榭性、強(qiáng)大的功能.靈活的配置在火電廠熱控系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。它的可靠性直接關(guān)系到機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。隨著dcs使用年限的增加，由dcs故障引起的事故比例有逐年上升的趨勢(shì)，同時(shí)也使為數(shù)較多的dcs用戶面臨dcs改造升級(jí)問(wèn)題。本文以鎮(zhèn)海燃?xì)?蒸汽聯(lián)合發(fā)電機(jī)組dcs操作員站改造為例，介紹dcs操作員站改造的解決方案及經(jīng)驗(yàn)。
1項(xiàng)目概況
浙江鎮(zhèn)海聯(lián)合發(fā)電有限公司（以下簡(jiǎn)稱鎮(zhèn)海聯(lián)合）300mw聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組于1996年開(kāi)始建設(shè)，整個(gè)工程由英國(guó)johnbrown公司設(shè)計(jì)。機(jī)組于1998年正式投產(chǎn)，該工程的dcs控制系統(tǒng)采用abb公司的info-90系統(tǒng)，原dcs操作臺(tái)由三臺(tái)ois25.3系列操作站組成。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，故障率逐步上升，經(jīng)常發(fā)生操作臺(tái)死機(jī)及部件損壞現(xiàn)象，同時(shí)存在維護(hù)費(fèi)用高，備品備件采購(gòu)困難等問(wèn)題。2003年進(jìn)行操作臺(tái)*次升級(jí)改造，采用abb的conductornt方案：將3臺(tái)0is25中的-臺(tái)升級(jí)成conductornt,換下來(lái)的ois25設(shè)備作為另外2臺(tái)的備件。2007年采用abb的powergenerationportal方案對(duì)操作臺(tái)進(jìn)行第二次全面升紱改造，目前操作員站采用3臺(tái)powergenerationportal服務(wù)器，3臺(tái)powergenerationportal客戶機(jī)。
2dcs操作員站改造方案確定
原dcs操作員站（01s25）從投產(chǎn)至2003年，差不多已運(yùn)行8年多，操作員站的主要部件由于老化已多次發(fā)生死機(jī)等故障，而且部分部件已停止生產(chǎn)，導(dǎo)致備件難以購(gòu)買(mǎi)且價(jià)格很髙，例如原用于操作員站數(shù)據(jù)備份的備份工具沒(méi)辦法采購(gòu)到，造成操作員站數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行備份，這不但是一個(gè)極大的安全隱患，同時(shí)也制約著今后dcs完善和擴(kuò)展。dcs操作員站升級(jí)改造勢(shì)在必行由于運(yùn)行機(jī)組不像新建機(jī)組一樣有較長(zhǎng)的改造工期和較長(zhǎng)的調(diào)試、試運(yùn)行時(shí)間，操作臺(tái)改造必須利用機(jī)組人修短短一個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成，工期相對(duì)比較緊張。另外，改造完成后機(jī)組立即需要商業(yè)化運(yùn)行，必須確保改造一次性成功，安全上的壓力也比較大，對(duì)于運(yùn)行人員，由于缺少足夠的學(xué)習(xí)時(shí)間和適應(yīng)過(guò)度期，同樣也存在各種不安全的因素。因此，筆者采用的升級(jí)策略是對(duì)操作員站進(jìn)行分步改造，即,將3臺(tái)ois25中的一臺(tái)進(jìn)行升級(jí)，換下來(lái)的ois25設(shè)備作為另外2臺(tái)的備件。這樣既解決了原01s25備品備件問(wèn)題，又能使運(yùn)行人員獲得較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)、適應(yīng)時(shí)期。
2003年對(duì)操作員站進(jìn)行*次改造，當(dāng)時(shí)可選的方案不多,為了兼顧改造的安全系數(shù)及今后的，采用a13b的conductornt,abb貝利公司為解決其傳統(tǒng)操作員站問(wèn)題，1997年以剛被兼并的hscher&porter公司s6000監(jiān)控軟件和自己開(kāi)發(fā)的90通信驅(qū)動(dòng)軟件為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了conductornt。conductornt連在plantloop和nhnet的接口上,可通過(guò)串行接口或scsi接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,增加了許多功能，裝入工程師站程序還可實(shí)現(xiàn)工程師站的功能。
2007年進(jìn)行操作臺(tái)第二次升級(jí)改造，但沒(méi)有沿用采用conchictor_方案，而是采用abb的powergenerationportal方案，其原因?yàn)椋?br>（1）abb的conductornt原操作員站圖形和標(biāo)簽不能轉(zhuǎn)換升級(jí)，改造時(shí)必須人工重做，工程zui大易造成錯(cuò)誤，各種細(xì)節(jié)問(wèn)題無(wú)法考慮周全，從幾年的運(yùn)行操作反映情況看，相對(duì)于原ois25,報(bào)警菅理比較亂，操作可靠性差：
（2）abb的conductornt自身的缺陷：歷史數(shù)據(jù)管理功能不夠強(qiáng)，數(shù)據(jù)只能存一周左右，開(kāi)放性不夠好等，
（3）abb公司2003年后又推出新式操作員站，故其軟件已不再開(kāi)發(fā)升級(jí)，今后將較早的面臨備品備件和問(wèn)題。
而abb的powergenerationportal是abb公司2003年在tenore軟件基礎(chǔ)上推出的新一代dcs操作員站，也可替代90系統(tǒng)操作員站。其采用冗余的服務(wù)器/客戶機(jī)結(jié)構(gòu)；具有的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核特性使其有強(qiáng)大的歷史數(shù)據(jù)和事件的采集、儲(chǔ)存能力，又可同時(shí)作為歷史站和工程師站使用，信息高度集成，標(biāo)簽容量大，*開(kāi)放性的界面，易于使用，支持畫(huà)面和標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換導(dǎo)人，采用*開(kāi)放的opc、modbus、odbc.tcp/ip等標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，支持第三方軟件和標(biāo)準(zhǔn)接口，可發(fā)展成為多種信息匯總的公用平臺(tái),并且因其推出較晚還在不斷升級(jí)完善.
3dcs操作員站改造實(shí)施
3.1冗余的服務(wù)器/客戶機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)
鎮(zhèn)海聯(lián)合廠配置3臺(tái)pgpserver和3臺(tái)pgpclient,6臺(tái)操作站及其互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)全面實(shí)現(xiàn)冗余配置.
如圖1所示，毎臺(tái)操作站都安裝冗余的以太網(wǎng)網(wǎng)卡，通過(guò)rj45電纜連接到交換機(jī)上，2臺(tái)交換機(jī)通過(guò)跨接線實(shí)現(xiàn)冗余，任何一臺(tái)client操作員站可以連接到任意一臺(tái)server操作站，其中一臺(tái)server操作站故障時(shí)，連接在其下面的client操作員站能自動(dòng)切換到其他server操作站，切換時(shí)間很短，不影響任何操作，這樣只要有一臺(tái)server操作站正常工作，就能保障3臺(tái)client的正常運(yùn)行，從而保障系統(tǒng)的正常操作.
3.2歷史站的實(shí)現(xiàn)
pgp的srver正常的標(biāo)簽庫(kù)容量是15000點(diǎn)，其中歷史庫(kù)容里1000點(diǎn)，但pgp作為歷史站，其歷史庫(kù)容景可以擴(kuò)展至15000點(diǎn)，歷史站與普通的pgpserver^區(qū)別僅僅是軟件的lisence的不同，歷史站同樣也是一臺(tái)pgpserver,本廠配置的3臺(tái)pgpserver中包括—臺(tái)歷史站。由于本廠總共標(biāo)簽庫(kù)不大，所有dcs標(biāo)簽都設(shè)計(jì)成用歷史庫(kù)保存。pgp系統(tǒng)每天定期將報(bào)警信息和趨勢(shì)自動(dòng)歸檔。正常情況下，pgp上能查看1周的數(shù)據(jù)，超過(guò)一周的數(shù)據(jù)需要通過(guò)pgp的程序history回復(fù)歷史數(shù)據(jù)后才能查看。pgp的存貯時(shí)間只受操?zèng)z臺(tái)硬盤(pán)容蛍的限制，完夠滿足歷史站的要求。
3.3原ois25畫(huà)面和標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換導(dǎo)入
京ois25il畫(huà)面和標(biāo)答敉據(jù)庫(kù)坫通過(guò)工程師軟件composer進(jìn)行轉(zhuǎn)換。標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)可以從操作臺(tái)或原工程師站中導(dǎo)出。由于本廠缺少原操作臺(tái)數(shù)據(jù)備份工具，數(shù)框是從原工程師站中導(dǎo)出.而工程師站的標(biāo)簽庫(kù)與操作臺(tái)標(biāo)簽庫(kù)未*同步，增加了一定的工作量。從原工程師站中導(dǎo)出標(biāo)簽格式和內(nèi)容與pgp不*相同，部分內(nèi)容需要手動(dòng)輸人或通過(guò)工具軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
3.4報(bào)警系統(tǒng)完善
報(bào)警系統(tǒng)是人機(jī)界面的重要組成部分，報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是目前dcs應(yīng)用（特別是老機(jī)組dcs改造項(xiàng)目）的薄弱環(huán)節(jié)。dcszui基本的“列表報(bào)警”功能也因“不實(shí)用”而被冷落。目前比較常用的是采用“光字牌”輔助鍵盤(pán)，由一些dcs設(shè)計(jì)了形式類似的報(bào)警畫(huà)面——“軟光字牌”,形式比較貼近運(yùn)行人員,對(duì)運(yùn)行操作有一定幫助。但“軟光字牌”設(shè)置較多，運(yùn)行人員過(guò)分倚重,“列表報(bào)轚”中的其它信息（如時(shí)間、報(bào)警回歸等）易遭忽略。筆者認(rèn)為pgp的報(bào)裝系統(tǒng)只要組態(tài)得當(dāng)，“光字牌”的所有優(yōu)勢(shì)pgp都能實(shí)現(xiàn)，并且具有“光字牌”無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。
鎮(zhèn)海聯(lián)合廠將所有信號(hào)按信號(hào)所在區(qū)域劃分成16個(gè)大的報(bào)警組，每個(gè)報(bào)警組下面再設(shè)4個(gè)子報(bào)警組，子報(bào)警組實(shí)際上是按報(bào)警等級(jí)劃分。前面3級(jí)按信號(hào)的重要件依次定義,普通報(bào)警（如測(cè)量上的故障）定義為3級(jí),影響某整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的（如自動(dòng)調(diào)節(jié)、電源、重要輔機(jī)跳閘等）定義為2級(jí)，直接威脅機(jī)組安全運(yùn)行的定義為1級(jí)。而4級(jí)只是機(jī)組正常運(yùn)行的事件，不作報(bào)警，定義是將所有4級(jí)從報(bào)警列表上過(guò)濾掉，但在歷史庫(kù)中歸檔，以方便事故分析。前面3級(jí)報(bào)警信號(hào)觸發(fā)時(shí)采用不同的聲音報(bào)警。表1為報(bào)警組組態(tài)實(shí)例，表中數(shù)字為標(biāo)簽的報(bào)警組定義。
pgp的即時(shí)報(bào)警系統(tǒng)有2種方式，一個(gè)是zui小報(bào)警窗口，在pgp制而下方可以顯示3條的報(bào)裝（顯示的數(shù)量也可以通過(guò)定義注冊(cè)表修改）,另一個(gè)是報(bào)警列表，功能比較豐富，該系統(tǒng)以報(bào)警組為內(nèi)容的樹(shù)型結(jié)構(gòu)，類似windows的資源管理器，支持報(bào)警內(nèi)容按組分別瀏覽。報(bào)警組菜單項(xiàng)不展開(kāi)時(shí)能顯示該組下面zui級(jí)別的報(bào)警信號(hào)狀態(tài)，類似“光字牌”功能，非常直觀。
光字牌只具有提醒鍵盤(pán)作用，在大zui報(bào)警信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，光字牌只包括一些重要報(bào)警，并且不能區(qū)分報(bào)警前后，故障診斷還是需要依賴dcs進(jìn)行，而pgp將報(bào)警按系統(tǒng)分組，報(bào)警內(nèi)容顯示全面，顯示報(bào)警觸發(fā)時(shí)間，既避免了因報(bào)警數(shù)量過(guò)多運(yùn)行區(qū)分難的問(wèn)題，又有利于故障的快速診斷。另外，pgp還有報(bào)警篩選、過(guò)濾等其它一些功能也是光字睥無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
pgp的報(bào)警系統(tǒng)關(guān)鍵是dcs標(biāo)簽庫(kù)的dbf正確定義，雖然這項(xiàng)工作還是比較復(fù)雜，但由于pgp的標(biāo)簽庫(kù)是dbf格式文件，支持離線組態(tài)，所以可以對(duì)標(biāo)簽庫(kù)進(jìn)行逐步完善。
3.5pgp與第三方軟件通訊的應(yīng)用
dcs與第三方軟件pgp采用*開(kāi)放的opc、modbus、odbc、tcp/ip等標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，支持第三方軟件和標(biāo)準(zhǔn)接口，可發(fā)展成為多種信息匯總的公用平臺(tái)。
例如鎮(zhèn)海聯(lián)合廠3臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)的報(bào)裝信息采用pgp的modbusrtu功能直接與pgp建立通訊，這種方式相對(duì)靈活、低成本，pgp的串口可以通過(guò)nport進(jìn)行擴(kuò)展，使pgp的串口可以同時(shí)連接多個(gè)設(shè)備。連接的一個(gè)串口同時(shí)連接至不同機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)。pgp中只要定義注冊(cè)表和通訊信號(hào)的標(biāo)簽庫(kù)就能實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。本廠pgp與s1s系統(tǒng)通訊也是采用這種方式。
另外，本廠又在今年對(duì)markv1e（燃機(jī)控制系統(tǒng)）和dcs的通訊進(jìn)行改造，增加環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，使用abb的brc410卡件進(jìn)行與markvie的通訊，通過(guò)markve與dcscomposer的通訊和pgp畫(huà)面的組態(tài)，使操作人員可以在dcs界而上同時(shí)監(jiān)視markvie。
3.6pgp安全防護(hù)
pgp是基于windows操作系統(tǒng)，個(gè)人電腦上的病毒同樣容易感染到pgp，對(duì)整改dcs系統(tǒng)造成極大的危害。由于整個(gè)dcs網(wǎng)絡(luò)與外界是隔離的，dcs感染病毒的主要途徑是通過(guò)移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)，個(gè)人電腦上通常采用windows安全策略的設(shè)置和安裝防毒軟件手段來(lái)提供系統(tǒng)安全。但pgp的servei和各祌殺毐軟件不兼容，我們?cè)趐gp的client上安裝殺毐軟件。所有移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)對(duì)pgp數(shù)據(jù)的訪問(wèn)用該臺(tái)pgp,通過(guò)pgp自身的網(wǎng)絡(luò)對(duì)其他pgp操作員站實(shí)現(xiàn)。雖然這樣，但是還是要盡zui限制移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)的使用以及對(duì)移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)使用前進(jìn)行殺毒。而通過(guò)空白光盤(pán)刻錄是相對(duì)比較安全的pgp拷貝數(shù)據(jù)方。
為了防止組態(tài)和數(shù)據(jù)丟失，對(duì)pgp進(jìn)行定期數(shù)據(jù)備份非常重要。筆者采用2種方式同時(shí)進(jìn)行備份：
（1）通過(guò)pgp自己的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)pgp整個(gè)硬盤(pán)進(jìn)行交叉硬盤(pán)克隆備份，這樣的好處是系統(tǒng)崩潰時(shí)恢復(fù)很容易。
（2）pgp組態(tài)文件的備份,通過(guò)pgp自身的工具systemsetup,對(duì)組態(tài)文件進(jìn)行導(dǎo)出。這種方式備份比較容易，但進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出時(shí)必須將該臺(tái)pgp*停運(yùn)退出。否則導(dǎo)出工程中容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯(cuò)無(wú)法再導(dǎo)入，這是因?yàn)闃?biāo)簽庫(kù)定義時(shí)有一些缺省項(xiàng)，如果pgp系統(tǒng)不停運(yùn)，這些缺省項(xiàng)在導(dǎo)出時(shí)會(huì)將實(shí)際運(yùn)行參數(shù)帶出來(lái)，再導(dǎo)入時(shí)會(huì)因?yàn)檫@些帶出來(lái)的參數(shù)不符合格式出錯(cuò)。
3.7pgp仿真
pgp在沒(méi)有l(wèi)1sence的情況下，是可以在普通電腦上安裝。這一點(diǎn)對(duì)pgp的學(xué)習(xí)和熟悉有很大的幫助，但安裝時(shí)應(yīng)注意：
（1）安裝pgp的電腦必須英文操作系統(tǒng)環(huán)境，否則運(yùn)行時(shí)容易出錯(cuò)；
（2）pgp裎序在沒(méi)有l(wèi)isence的情況下，可以試用1個(gè)月，但可以通過(guò)修改操作系統(tǒng)日期繼續(xù)使用；
（3）pgp自帶信號(hào)模擬程序，可以對(duì)單個(gè)標(biāo)簽或全部進(jìn)行信號(hào)模擬，方便査看畫(huà)面符號(hào)的動(dòng)態(tài)效果。
4經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
ois25轉(zhuǎn)換的畫(huà)面中符號(hào)不能進(jìn)再行修改，為了今后方便dcs完善，建議還是重新建立標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)庫(kù)。
雖然pgp開(kāi)放性好，但由于組態(tài)自由度大，也大大增加了組態(tài)的工作量，組態(tài)時(shí)需要注意的細(xì)節(jié)更多，為了更好的使用，需要不停的逐步完善。