北京大唐張家口發(fā)電廠(chǎng) 趙緒
（河北張家口 075133）
摘要
本文以張家口電廠(chǎng)的水源地兩次遠控改造為例，闡述SCADA在此領(lǐng)域的應用和發(fā)展狀況。
Based on the twice ?waterhead reconstruct of Zhangjiakou power plant ,this paper introduces the application and development? of SCADA in this area.
關(guān)鍵詞
SCADA APN RTU DTU
1.概述
張家口發(fā)電廠(chǎng)為北京最主力供電廠(chǎng)，全廠(chǎng)8臺300MW機組。其水源地一、二期工程共26口井，分別于1989年、2000年投入運行，提供8臺機組發(fā)電用水及消防、生產(chǎn)和全廠(chǎng)職工生活等用水。水源地供水系統設備能否正常運轉是直接關(guān)系到全廠(chǎng)安全發(fā)供電以及全廠(chǎng)職工生活保障的大問(wèn)題。能夠進(jìn)行可靠的啟�？刂萍案鞣N參數的及時(shí)準確反饋是確保供水設備安全穩定運行的重要保證。水源地井位啟�？刂萍半娏鞣答佋O備均是80年代初技術(shù)及產(chǎn)品，部分為電纜控制，系統結構很多環(huán)節都存在著(zhù)很多問(wèn)題。再加上設備本身質(zhì)量差、絕緣強度低，所以導致多次發(fā)生電氣事故，存在的主要問(wèn)題如下：
- 水源地各井位具有地理上分散、空間遠距離，現有20口井位控制系統采用長(cháng)距離架空電纜遠方控制，最長(cháng)的控制電纜約5.05公里，由于電纜距離長(cháng)加上風(fēng)吹日曬，控制電纜的老化狀況極為嚴重。由于電纜絕緣老化，以至于啟一臺泵，多臺水泵聯(lián)啟，停一臺泵多臺水泵聯(lián)掉。由于二次電纜線(xiàn)路沿途經(jīng)過(guò)的地面情況復雜，經(jīng)常遭受雷擊損壞，導致深井泵控制失靈。
- 目前由于控制電纜絕緣損壞嚴重，已經(jīng)沒(méi)有備用通道，重新敷設控制電纜費用較高。而且現還有6口井不能實(shí)現遠方控制，需運行人員到就地進(jìn)行啟停操作，故障時(shí)經(jīng)常造成越級跳閘，嚴重影響機組安全運行。
- 掉泵及泵電機運行出故障不知道，改造后提高了對此的響應速度。
- 現對井位的各種運行參數除電流外其他都無(wú)法監視，設備改造后，將對井位電機電流、電壓、溫度、壓力以及流量等運行情況進(jìn)行監視。
- 中心泵房處機電設備（10KV段，380V段，各升壓泵出口電動(dòng)閥）尚無(wú)監控，改造后此部分一起并入總的監控系統。
- 廠(chǎng)區對水源地處設備運行狀況了解方式傳統落后（通過(guò)電話(huà)詢(xún)問(wèn)方式），改造后廠(chǎng)區聯(lián)網(wǎng)計算機均可查詢(xún)水源地處設備運行狀況。
2.改造方案
（１）簡(jiǎn)介
水源地井群監控系統采用北京大唐興業(yè)國際控制技術(shù)有限公司的DT-MCS遠程測控系統，該系統為集傳感技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為一體的高科技遠程測控系統。該系統能夠成功的解決人工遠程啟動(dòng)停止水源井水泵的不便與危險，同時(shí)大大地提高了測量精度，使運行人員在中心泵房通過(guò)計算機可隨時(shí)直觀(guān)地監視和控制水源地各井位泵運行狀況。從根本上解決了運行人員工作多年的問(wèn)題——掉泵不知道，變壓器被盜無(wú)報警；另外，通過(guò)水源地到生產(chǎn)廠(chǎng)區的光纖電纜的鋪設，可將水源地各井位運行參數傳輸到廠(chǎng)區網(wǎng)控中心，網(wǎng)控人員視情況，通過(guò)權限的設置，可對水源地各井位進(jìn)行控制，提高水源井整個(gè)系統的自動(dòng)化運行管理水平。
�。ǎ玻┫到y結構、工作原理及實(shí)現功能
1.系統結構
水源地中心泵房為本系統的控制中心，由工控機、系統監控軟件、網(wǎng)絡(luò )接入設備共同構成中心主站，水源地各井位泵房為分站，中心泵房統領(lǐng)各分站，通過(guò)中國移動(dòng)的無(wú)線(xiàn)數據傳輸設備，實(shí)現點(diǎn)到多點(diǎn)的通訊，從而最終實(shí)現對各井位泵的遠程集中監視和控制。
結構示意圖：
2.系統工作原理
在水源地各個(gè)井位安裝一臺遠方遙控箱，控制箱內核心設備為RTU(Remote Terminal Unit)、DTU(Data Transmit Unit),RTU采集現場(chǎng)設備信息， DTU將此信息從控制箱經(jīng)移動(dòng)公網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)，最終傳至泵房監控服務(wù)器，服務(wù)器將獲得的信息進(jìn)行存儲，分析，轉發(fā)，輸出等動(dòng)作。正常的系統操作在泵房的客戶(hù)端和網(wǎng)控的客戶(hù)端。
3.系統的數據中心網(wǎng)絡(luò )接入方式
數據中心部分的網(wǎng)絡(luò )接入方式的選取在整個(gè)無(wú)線(xiàn)超遠程測控系統的實(shí)施過(guò)程中占尤為重要的一環(huán)，選好則將事半功倍。
1).一期的網(wǎng)絡(luò )接入方式（一期僅上了3個(gè)泵站）
針對一期無(wú)光纜接入計劃，而泵房又無(wú)直撥外線(xiàn)（接入直撥外線(xiàn)要由網(wǎng)通拉幾公里的電話(huà)線(xiàn)），經(jīng)協(xié)商我們采用了中國移動(dòng) GPRS APN 業(yè)務(wù)。如下圖
實(shí)際的物理鏈路簡(jiǎn)化為下圖
APN(Access Point Name)，即“接入點(diǎn)名稱(chēng)”，是用來(lái)標識GPRS的業(yè)務(wù)種類(lèi)。本系統中每個(gè)無(wú)線(xiàn)設備均內插一張APN無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)卡，這樣每套含卡的設備在移動(dòng)公網(wǎng)內均有一固定IP地址。因具有相同接入點(diǎn)名稱(chēng)的卡其IP在同一網(wǎng)段下，由此，數據中心對各下位站點(diǎn)便可實(shí)現點(diǎn)到多點(diǎn)的串口透明訪(fǎng)問(wèn)了。
采用此方式后系統解決了數據中心有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接不入的問(wèn)題，使水源地系統在中國移動(dòng)公網(wǎng)內自成一個(gè)小型局域網(wǎng)，內網(wǎng)自身出不去，外網(wǎng)進(jìn)不來(lái)，保證了系統的內外隔絕，保證了數據的安全與系統的穩定。
