三板溪水电厂计算机监控系统双机双网的研究与实现

吴 辉，向 欢，杨丹丹

（五凌电力有限公司三板溪水力发电厂，贵州 锦屏 556700）

三板溪水电厂计算机监控系统双机双网的研究与实现

吴 辉，向 欢，杨丹丹

（五凌电力有限公司三板溪水力发电厂，贵州 锦屏 556700）

为了实现三板溪电厂计算机监控系统双机双网的功能，在LCU的原主备PLC中各新增一块NOE模块，同时在PLC程序中新增0号、1号网的网络故障判断程序，实现单CPU的0号、1号网故障自动切换功能，最后修改网络判断及CPU切换程序，实现双CPU故障自动切换功能。实验结果表明，本文提出的双机双网设计方案有效可行，大大地提高了计算机监控系统的可靠性，为电厂的安全稳定运行提供了可靠的保障。

计算机监控系统；中央处理器；双机双网

1 引言

三板溪水电厂是沅水干流15个梯级电站中的第二级，为沅水上唯一具有多年调节性能的龙头水电站。装有4台250 MW水轮发电机组，2006年底全部机组投产发电，多年平均发电量24.28亿kW·h，水电厂计算机监控系统为北京中水科水电科技开发有限公司开发的H9000系统，监控下位机使用施耐德公司Quantum系列可编程控制器。由于计算机监控系统下位机实为双机假双网，当其中任意CPU或网络故障，PLC均将自动切换至备用PLC运行，若此时处于备用状态的CPU及NOE模块任一个出现故障，则监控系统下位机将与上位机通信中断，给机组的安全稳定运行带来重要隐患，因此对现有计算机监控系统运行方式进行优化、改造，满足五凌电力有限公司“无人值班、少人值守、远程集控”的要求和保障机组的安全稳定运行具有重要意义。

2 原监控系统下位机网络结构

如图1所示，三板溪电厂监控系统下位机PLC网络配置为单CPU配备单NOE模块，即CPU（A）对应0号网，CPU（B）对应1号网，也称为双机假双网，若其中任一CPU或网络故障，都将导致CPU及NOE模块瘫痪，从而切至另一套处于备用状态的CPU及NOE模块继续运行，若此时处于备用状态的CPU及NOE模块任一个出现故障，则监控系统下位机将与上位机通信中断，给机组的安全稳定运行带来重要隐患。

图1 原监控系统下位机网络结构图

3 改进后的监控系统网络结构

针对图1中计算机监控系统下位机网络结构的缺陷，本文提出改进方案，如图2所示，在每个CPU原来基础上新增一个NOE网络模块，即CPU（A）同时对应0号网及1号网，CPU（B）同时对应0号网及1号网，实行冗余配置，最后经0号、1号网交换机接入上位机，从而实现真正的“双机双网”，提高监控系统稳定性与可靠性。

图2 改进后的监控系统网络结构

4 系统研究及实现

4.1 硬件设计

在现地LCUI柜中主用PLC底板的第6槽及备用PLC底板的第5槽各增加1个NOE模块，在屏柜后增加2个MOAX208A交换机。

4.2 软件设计

（1）将PLC程序中4x寄存器地址区间扩容为%408000～%409000。

（2）在原下位机程序中新增网络判断程序段“netjust”，实现0号、1号网之间的自动切换功能。该网络判断程序段netjust包含0号网、1号网运行状态的判断程序和0号、1号网同时故障的判断程序。修改原程序段“net_process”，实现网络故障CPU自动切换功能。具体实现过程为：当0号网运行状态判断程序判断 0号网运行状态为故障时，则变量Plinkfail1的值置“1”，此时下位机网络自动切换至1号网运行，如果同时程序判断1号网运行状态为故障，则变量Plinkfail2的值“1”，由于Plinkfail1、Plinkfail2都为“1”，表明此时0号及1号网同时故障，而且0号及1号网是否同时故障的判断程序中变量PAllfail也为“1”，此时将触发修改后的网络判断及切换CPU程序段“net_process”，实现主用PLC的CPU（A）切至备用PLC的CPU（B）的功能。

5 系统功能调试

5.1 主用PLC运行、0号网通讯

当主用PLC的CPU（A）通过主用0号网NOE模块与上位机通讯时，断开0号网NOE模块的网线，模拟0号网故障，此时网络连接将自动切换至1号网，从而实现主用PLC通过1号网与上位机通讯。

5.2 主用PLC运行、1号网通讯

当主用PLC的CPU（A）通过主用1号网NOE模块与上位机通讯，断开1号网NOE模块的网线，模拟1号网故障，此时网络连接将自动切换至0号网，从而实现主用PLC通过0号网与上位机通讯。

5.3 主用PLC运行，0号网通讯，1号网故障

当主用PLC的CPU（A）通过主用0号网NOE模块与上位机通讯，断开0号网NOE模块的网线，模拟0号网故障和1号网故障，此时主用PLC的CPU(A)自动切换至备用CPU(B)运行，从而实现备PLC通过0号网或1号网与上位机通讯。

5.4 主用PLC运行，1号网通讯，0号网故障

当主用PLC的CPU（A）通过主用1号网NOE模块与上位机通讯，断开1号网NOE模块的网线，模拟1号网故障和0号网故障，此时主用PLC的CPU(A)自动切换至备用CPU(B)运行，从而实现备PLC通过0号网或1号网与上位机通。

6 结语

本文通过新增0号、1号网的网络故障判断程序，修改网络判断及CPU切换程序和新增NOE模块，实现计算机监控系统的真正双机双网双冗余配置，大大提高了计算机监控系统的可靠性，保障了机组的安全、稳定运行。

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TV736

B

1672-5387（2017）01-0027-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.01.008

2016-07-02

吴 辉（1985-），男，工程师，从事水电自动装置运行及维护工作。