NC2000上位機系統在丹江口電廠的應用

劉 燕 陳 琳

(1.丹江口水力發電廠，湖北 丹江口 442700；2.漢江集團鋁業公司，湖北 丹江口 442700)

0 引言

丹江口水力發電廠位于湖北省丹江口市境內，是20世紀70年代初建成的中國第二大水力發電廠。電廠總裝機容量為6×175MW，在湖北省電網中擔任著調峰調頻的重要任務。上一代計算機監控系統改造始于2001年，下位機采用南瑞公司自主研發的SJ-600現地控制單元，上位機系統采用南瑞公司基于UNIX的NARIAccess監控系統。

上位機不間斷運行的8年期間，由于硬件老化嚴重、備品備件奇缺、歷史數據庫容量的限制跟不上設備更新改造的步伐等原因逐漸產生出一系列安全問題。為了消除安全隱患，保證安全發供電，我們于2009年初開始對上位機系統進行改造。由于下位機僅增加一套壩頂十八垮變電所現地控制單元，其余六臺機組、開關站以及公用設備LCU的硬件配置沒有改變，為了保證上下位機能夠協調配合工作，我們選擇了南瑞公司自主研發的NC2000上位機監控系統。該系統在NARIAccess監控系統軟件的基礎上進行了優化，采用CLIENT/SERVER體系結構，支持不同的硬件、操作系統及關系型數據庫。

1 新系統的配置

1.1 硬件配置及功能

上位機系統(包括主計算機、操作員工作站、工程師工作站、生產管理工作站、廠內通訊工作站、遠動通訊工作站、語音管理機及打印裝置)通過雙絞線上網，下位機LCU的CPU通過光纖上網，網絡通訊協議是工業標準TCP/IP。

1.1.1 兩臺主機服務器為SUN SPARC T5140 Server，通過切換裝置共用一臺惠普TFT 7600集成式鍵盤和顯示器。每臺主機配置2塊146GB 10000轉SAS硬盤，8GB內存和一個主頻為1.2GHz的UltraSPARC T2雙核CPU。操作系統為Sun Solaris 10中文版。兩臺主機配置為雙機雙網互為熱備冗余狀態，同時也作為Mysql歷史庫存儲節點。

1.1.2 一臺工程師工作站和兩臺操作員工作站都選用SUN Ultra 24，硬盤容量250GB，內存為2GB，處理器為1個主頻為2.3GHz的Intel Core 2 Quad Q8200。操作系統為Sun Solaris 10 x86。操作員站主要由運行值班人員進行開停機、負荷調整等日常操作與監視；工程師站主要由上位機維護人員進行數據庫、報表、畫面的修改工作。

1.1.3 一臺生產管理工作站，選用惠普xw4600 WorkStation，操作系統為Windows XP。實現系統的數據管理及下位機PLC控制流程的更新與修改。

1.1.4 一臺廠內通訊管理機，選用惠普xw4600 WorkStation，CPU為Intel Core 2 Duo E6550，內存為2GB，硬盤容量為160GB。操作系統為RedHat 9標準版。實現與檢修、滲漏水泵、五防系統、電量工作站、MIS系統及GPS自動對時等系統的通訊，并預留與其它設備的通訊接口。

1.1.5 兩臺遠動通訊機選用NARI SJ30-664通訊管理機，主要負責上位機系統與湖北省調度的數據通信。操作系統為RedHat 9(精簡版)。

1.1.6 一臺語音報警與OnCall工作站，選用惠普xw4600 WorkStation，操作系統為Windows 2000 server。其外圍配置了一臺HP LasterJet 5200n打印服務器，完成生產報表定時打印功能。還配置了一臺上海邦明短信息發送裝置，通過232串口與計算機連接，完成告警信息短消息自動發送的功能。

1.1.7 兩臺格雷特6K32TRC網管型交換機，模塊化的配置滿足大多數場合的需要，根據我廠實際情況，每臺都配置了20個10/100 Mbps電口，12個LC接頭的光口。

1.1.8 一臺南京英奧科技有限公司生產的NIAST SZ-2UA GPS標準時鐘同步設備。實現監控系統各節點計算機單元時鐘與系統統一標準時鐘同步。

1.1.9 電源系統：配置兩套MTX系列10KVA-100KVA UPS電源系統，供監控上位機系統使用。

1.2 上位機系統軟件結構及功能

1.2.1 監控軟件安裝

主機、操作員站安裝了基于UNIX系統的NC2000軟件，調度通訊機和廠內通訊機安裝了基于Linux系統的NC2000軟件，工程師站和語音報警工作站安裝了基于WINDOWS系統的NC2000軟件，并安裝ONCALL及語音報警軟件。

1.2.2 NC2000系統軟件結構及功能

NC2000監控軟件主要由前臺人機交互程序和后臺背景程序兩部分組成。人機交互程序主要提供畫面顯示、報表、簡報、曲線查詢等交互式圖形顯示和操作功能；背景程序則提供計算機監控系統與各外部設備的通訊、NC2000數據庫管理、歷史數據庫管理等各種后臺處理過程。兩部分程序通過組播方式交互數據。

新上位機系統采用雙以太網絡分層、分布開放系統結構，系統由光纖以太網絡上分布的各節點計算機單元組成，軟件主要由以下幾部分組成：

廠站級控制子系統：實現全廠歷史數據管理及AGC、AVC功能。人機接口子系統：完成對全廠機組、變壓器、開關等設備實時運行監視和控制，事件報警。

通訊子系統：實現與調度、MIS和廠內外各外部設備的通訊。

現地控制單元子系統：共有九套，完成機組、開關站及公用設備數據采集，控制調節。

2 上位機系統改造過程

根據現場實際情況結合電廠檢修計劃，改造分多個階段實施，按類別分為前期、中期、后期三個階段。

前期改造過程中要保證電廠發電任務不受影響、改造任務穩步進行，必須新、老上位機系統并存，各自獨立運行。首先完成新系統硬件、軟件安裝、網絡搭建及主要功能測試。然后接入壩頂現地控制單元并做相關試驗，全廠監控任務仍由老系統擔任。

中期改造，首先完善新上位機系統數據庫及相關配置和驅動，為LCU掛接做準備。然后將下位機LCU逐臺接入新系統，并在試驗完成后退回老系統運行。在這一階段不會對電廠運行造成大面積影響，僅影響掛接那一臺機組相關數據通訊。所有LCU全部做完接入試驗后，可向調度提出申請進行新上位機系統與調度通訊靜態調試，此時老上位機系統仍正常運行，與調度的通訊仍保持正常狀態。

改造后期，所有LCU一次性接入新系統并做相應監控系統數據上送狀態檢查及控制試驗；在這階段，電廠需要提前向調度中心提交改造申請，由省調批復各臺LCU連續停電計劃，在最短時間內將各個LCU依次接入新系統，最終實現老系統退出、新系統取而代之。新上位機系統與調度通訊調試完成后可重新恢復監控系統與調度的數據互換。通訊恢復之后，與調度中心簡單核對一下各類測點，即可投入運行。

整個上位機改造工作歷時一年，涉及面廣、復雜程度高，既有對老系統的處理，又有對新系統的配置，以及新系統與老下位機系統的對接，至2010年10月新上位機系統全部正式投運。

3 結束語

NC2000上位機系統投運至今，基本功能正常，運行穩定，但也出現一些問題，例如歷史庫不定時不寫庫、報表定時打印功能不完善等。

[1]南京南瑞集團公司自動控制分公司.NC2000計算機監控系統使用維護手冊[Z].