電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控的單機四畫面顯示技術

1、PROCE SS AUTOMAT I ON INSTRU M ENTAT I ON Vo.l 27No .11N ove mb er 2006電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控的單機四畫面顯示技術The Techno l o gy of Quad -d i s p l a y on One CRT i n Centrali z ed Mon itori n g o f Auxili a ry Syste ms i n Power P l a nt李 蔚 吳 帆 王 峰(蘇州熱工研究院有限公司,蘇州 215004摘 要:在研究目前常規(guī)電廠輔助系統(tǒng)監(jiān)控領域使用的工控軟件的基礎上,開發(fā)了高性價比的單機四畫面顯示技

2、術。以上海吳涇第二發(fā)電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控改造項目應用為例,證明這種技術是通過有限量上位機來實現(xiàn)多個輔助系統(tǒng)同時監(jiān)控的,它解決了因電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控范圍的擴大而導致上位機不夠使用的難題。關鍵詞:單機四畫面顯示 工控軟件 電廠輔助系統(tǒng) 集中監(jiān)控中圖分類號:TP29 文獻標識碼:BAbstract :On t he basi s of study i ng t he generi c i ndustri a l contro l soft w are used i nm onitori ng fiel d o f aux ili ary syste m s i n power plan,t t h

3、e tech -no l ogy o f quad -dis p l ay on one CRT is developed ,wh i ch o ff ers hi gher cos-t effecti veness .W it h the applica ti on i n retrofi t pro j ect o f centrali zed monit o ri ng o f aux ili ary syste m s i n ShanghaiN o .2W uji ng Po w er P l ant as exampl e ,i t i s proved thatw it h lm

4、 i ited quantit y of host computers ,mu-l tipl e aux ili ary syste m s can be mon it ored sm i u l taneously by usi ng t h i s t echnology .Th i s concept is a good sol uti on f or resol v i ng t he confli ct be -t w een expandi ng range of t he centralized monitori ng and i nsuffi c i ent resource

5、o f t he host co m puters .K ey words :Q uad -d i spl ay on one CRT Industrial contro l soft w are Aux ili ary syste m of po w er pl ant Centralized m onitori ng0 引言當前網(wǎng)絡通信技術的飛速發(fā)展,使得越來越多的電廠采用將輔助系統(tǒng)進行集中監(jiān)控的方式,以便集中管理和控制1。但隨著集成范圍的擴大、輔助系統(tǒng)的增多,運行人員不得不面臨這樣一個日益突出的問題:有限的上位機越來越不能滿足同時監(jiān)控諸多系統(tǒng)的需求。通常為解決這一矛盾采用的方法不外乎增加

6、監(jiān)控上位機數(shù)量或者操作員頻繁地切換畫面。如果增加監(jiān)控上位機數(shù)量,不僅需要投入硬件成本,更主要的是會受到控制室的空間制約;而頻繁切換畫面,則加大了操作員的工作強度和難度,影響系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。單機四畫面顯示技術是在一臺上位機上,通過對常用工控軟件的研究開發(fā),使其同時顯示四幅監(jiān)控畫面,同時又不會影響到操作的合理性、系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。將這一技術應用于電廠輔助系統(tǒng)的集中監(jiān)控,能較好地解決多個系統(tǒng)同時監(jiān)控的問題。1 主要原理單機四畫面監(jiān)控技術以往多出現(xiàn)于電廠的主系統(tǒng)控制中,需要高昂的硬件和軟件費用作為支持。如果在輔助系統(tǒng)中采用這種硬件四分割顯示技術,投入成本過大,對于改造項目還不能充分利

7、用原有的資源和設備。因此,如能利用目前多數(shù)電廠輔助系統(tǒng)采用的常規(guī)工控軟件進行單機四畫面監(jiān)控操作,則可以達到事半功倍的效果。利用常規(guī)工控軟件開發(fā)應用于電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控的單機四畫面顯示技術,通過有限數(shù)量的監(jiān)控上位機,實現(xiàn)多個系統(tǒng)的同時監(jiān)控,關鍵是如何解決單畫面和四畫面之間的縮放顯示切換以及畫面的定位。一屏顯示四幅畫面,每幅畫面的尺寸是顯示屏幕的四分之一,通常用于運行人員的常規(guī)系統(tǒng)監(jiān)視,如主要系統(tǒng)、設備狀態(tài),重要儀表參數(shù)等,運行人員在監(jiān)視過程中可對處于四個區(qū)域的畫面進行任意組合。但是如果對某個系統(tǒng)或某些設備需要進行具體的操作時,則需要把該系統(tǒng)的監(jiān)控畫面放大,將一屏顯示四幅畫面轉換為通常的一屏顯示

8、單幅畫面,然后再按常規(guī)的方式進行操作控制;操作完畢后再把大畫面縮小,自動回到一屏四幅畫面顯示模式中原來的位置。這樣的監(jiān)控操作原則使運行人員既能同時獲取多個系統(tǒng)的運行信息,又避免因顯示畫面過小而引起誤操作。目前電站輔助系統(tǒng)采用的工控軟件,大多在其軟件內(nèi)核中充分使用了基于面向對象的框架結構,內(nèi)置完全的M icrosoft VBA 程序,給后續(xù)開發(fā)者帶來了前所未有的靈活性和開放性。通過工業(yè)標準的編程語言實60電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控的單機四畫面顯示技術 李 蔚,等現(xiàn)軟件的深入自主開發(fā),從而擴展軟件的原有功能,為改善和增強系統(tǒng)性能提供了便利。利用常規(guī)工控軟件開發(fā)單機四畫面顯示技術,主要是通過對其支持平臺加

9、入大量的V B腳本程序來實現(xiàn)的。2應用項目介紹上海吳涇第二發(fā)電廠(2600MW機組輔助DCS系統(tǒng)自2000年投入生產(chǎn)運行,至今情況良好,前后共納入除灰渣、凝結水精處理、補水、凈水等11個控制系統(tǒng),各類系統(tǒng)畫面及操作畫面近1000幅左右,上位機采用美國I ntellut i on公司FI X327.0版監(jiān)控軟件。輔助DCS系統(tǒng)的監(jiān)視操作臺布置在集控室,共有三臺上位機。隨著集成進來的系統(tǒng)的增加,運行人員日益感到三臺上位機已越來越無法滿足諸多系統(tǒng)同時進行監(jiān)控及操作的需要。如果靠增加上位機來解決問題,那勢必要牽涉到集控室操作臺的重新制作及布置(原輔助DCS操作臺已無空間再放置一臺上位機,涉及的面比較廣

10、。于是,利用常規(guī)工控軟件i F i x對其進行了單機四畫面顯示改造。2.1改造原則將原I ntell ution公司的FI X327.0版監(jiān)控軟件升級為i F I X3.5c版本2。i F I X3.5c版本軟件是FI X 版本軟件基礎上的升級軟件,它兼容了原FI X版本軟件的所有特點,同時又接入了強大的VB開發(fā)功能,符合在其基礎上開發(fā)四畫面顯示技術的要求。保持原有輔助DCS監(jiān)控系統(tǒng)的操作方法,使運行人員的操作習慣具有延續(xù)性。采用上述單機四畫面監(jiān)控技術的設計原理。2.2系統(tǒng)設計2.2.1畫面制作單機四畫面顯示中屏幕的四個區(qū)域是可以任意組合顯示任意畫面的,同時任一區(qū)域的畫面也都可以放大至整屏顯示

11、,所以對每幅系統(tǒng)畫面而言有四張小畫面和一張大畫面,即分別顯示在屏幕左上、右上、左下、右下的四張小畫面和顯示在整個屏幕的一張大畫面。通過畫面轉化工具把F I X327.0編制的畫面直接升級轉化為i F I X3.5c兼容的畫面格式,同時對畫面中諸如動態(tài)屬性、鏈接和一些無法轉化的控件或者是因轉化過程中產(chǎn)生變形的某些圖像和字體重新組態(tài)、修改。這樣制作出的畫面是用于整屏顯示的大畫面,具體尺寸根據(jù)上位機的屏幕分辨率而定。四張小畫面不需另行制作,只要將大畫面的寬度和高度尺寸都減少50%,然后通過/調整畫面到窗口0的命令,就能得到一幅顯示比例為大畫面四分之一的小畫面。2.2.2設置變量及編程切換一屏四畫面模

12、式和一屏單畫面模式依靠的是縮放操作總原則,即無論畫面是從哪一個區(qū)域放大,縮小時仍會回到原來的位置。而要實現(xiàn)此原則,必須通過一個變量對四個區(qū)域賦予不同數(shù)值,根據(jù)數(shù)值的不同才能判別不同的區(qū)域位置,從而對畫面進行準確的定位。i FI X3.5c支持全局技術,包括全局變量、全局VB 子程序等,任意一點設置或修改都可以在整個應用內(nèi)發(fā)生作用,以減少開發(fā)時間。通過i F I X工作臺,設置一個用戶級的全局變量picl oc,并將初始數(shù)值(i n itia-l val ue設為0。全局變量picloc具有5個數(shù)值:初始值0對應單屏顯示的大畫面,值1、2、3、4分別對應屏幕左上、右上、左下、右下顯示的小畫面。對

13、變量的賦值是通過四張小畫面上的放大操作按鈕和大畫面上的縮小操作按鈕實現(xiàn)的,它們分別對變量picloc賦以不同的數(shù)值。編程示例如下:/縮小0操作Select C ase user.p icloc.Current Val ueC ase0OpenPicture/display1.grf0,/X10,/Y10OpenPicture/display2.grf0,/X20,/Y20,C ase1OpenPicture/display1.grf0,/X10,/Y10C ase2OpenPicture/display2.grf0,/X20,/Y20,/放大0操作C loseP i ct ure/d i sp

14、 l ay10Open/d i sp l ay00user.p i cl oc.Current Val ue=1(放大屏幕左上小畫面,進入整套監(jiān)控軟件程序的缺省顯示是一屏單畫面模式,此時變量picl oc為初始值0。在每張整屏顯示的大畫面上均設置/縮小0操作按鈕,當點擊此按鈕時,當前顯示的大畫面會縮小成四幅小畫面,顯示在四個不同的區(qū)域,顯示模式即轉換為一屏四畫面模式。對四個區(qū)域的小畫面可以分別進行不同的操作和畫面切61電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控的單機四畫面顯示技術李蔚,等5自動化儀表6第27卷第11期2006年11月PROCE SS AUTOMAT I ON INSTRU M ENTAT I ON

15、Vo.l 27No .11N ove mb er 2006換,實現(xiàn)對多系統(tǒng)的同時監(jiān)控。在四個區(qū)域顯示的每張小畫面上都設置/放大0操作按鈕,點擊不同區(qū)域小畫面上的此按鈕,就能將該區(qū)域顯示的小畫面放大至整個屏幕,同時變量picloc 會被置為不同的數(shù)值。再次點擊/縮小0按鈕時,程序就根據(jù)變量picloc 的當前值來確定縮小的畫面應顯示的區(qū)域。2.3 項目實施效果上海吳涇第二發(fā)電廠輔助DCS 系統(tǒng)經(jīng)過單機四畫面顯示技術改造,原有的三臺上位機可以顯示12幅系統(tǒng)畫面,完全滿足同時監(jiān)控11個系統(tǒng)的需要。目前系統(tǒng)已投入正常生產(chǎn),運行穩(wěn)定可靠。3 綜合效益分析單機四畫面顯示技術使得在上位機數(shù)量不變的情況下,可

16、同時監(jiān)控的系統(tǒng)畫面是原來的四倍,并且具有較強的擴展性,支持輔助系統(tǒng)對更多的子系統(tǒng)進行集中監(jiān)控。從工程實施的角度分析,新建電廠不必多說,對于運行電廠改造而言,凡牽涉到硬件變動的工程大多必須到機組停運才能實施,利用大小修間歇完成,受到時間條件的制約,一旦涉及集控室的施工如操作臺改造、敷設電纜、設備安裝位置變更等,那將更加麻煩。而單機四畫面顯示技術是純粹通過軟件開發(fā)實現(xiàn)的,只要原有上位機數(shù)量大于一臺,就可以先對其中一臺進行改造,其余上位機仍可保持在役運行。完成改造和調試工作后,將程序復制到其余上位機即可。整個工程實施可以在任何時間進行,對系統(tǒng)的正常運行不會產(chǎn)生任何影響,同時節(jié)約了大量的硬件支出費用,

17、經(jīng)濟效益不言而喻。對于科技進步意義而言,利用常規(guī)工控軟件開發(fā)應用于電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控的單機四畫面顯示技術,通過有限數(shù)量的監(jiān)控上位機,實現(xiàn)多個系統(tǒng)的同時監(jiān)控,這在國內(nèi)電廠輔助系統(tǒng)的集中監(jiān)控中還是一個首創(chuàng)。它在吳涇第二發(fā)電廠輔助DCS 系統(tǒng)中的成功運用,對今后的電站輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控詮釋了一種新的理念,極大地提高了監(jiān)控系統(tǒng)的科技水平,大大降低了工程造價。因此,無論從技術還是經(jīng)濟效益角度出發(fā),該技術都具有較大的推廣應用價值與前景。4 結束語目前國內(nèi)多數(shù)電廠都逐步采用了輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控的方式,普遍存在系統(tǒng)多、監(jiān)控畫面多,同時可設置上位機數(shù)量受限的矛盾。將單機四畫面顯示技術應用到電廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控領域

18、中,就可以很好地解決這個難題,實現(xiàn)對多系統(tǒng)的同時監(jiān)控。相對其它解決方法而言,單機四畫面顯示技術無疑具有更高的性價比。參考文獻1 林存增,王 政.火電廠外圍設備系統(tǒng)集中監(jiān)控改造的研究J.自動化儀表,2004,25(3:53-55.2 李 棋.工控軟件I FI X 在DCS 改造中的應用J.華東電力,2003,31:74-75.修改稿收到日期:2006-07-11。第一作者李蔚,女,1973年生,1996年畢業(yè)于浙江大學能源系,獲學士學位,工程師;現(xiàn)主要從事熱工控制方面的研究。(上接第59頁3 結束語改造后的系統(tǒng),一方面采用基于Profi bus 現(xiàn)場總線的全數(shù)字控制系統(tǒng),系統(tǒng)擴充方便,為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化提供了基礎。系統(tǒng)所有的信息都通過Profi bus 現(xiàn)場總線進行傳遞,提高系統(tǒng)可靠性和控制精度,穩(wěn)態(tài)速度控制誤差0.05%;穩(wěn)態(tài)同步精度0.5%;另一方面,基于PLC 的故障診斷功能增強了系統(tǒng)可維護性。該生產(chǎn)線經(jīng)過現(xiàn)場一年多時間的運行表明,系統(tǒng)操作簡單、維護工作量減少、可靠性提高,大大提高了產(chǎn)量和企業(yè)效益。在同類產(chǎn)品生產(chǎn)中可進一步推廣使用。參考文獻1 邱海昌,車海軍,權萬峰,等.水洗拉伸機組全數(shù)字控