燃气发电站中央监控系统设计

陈洪刚 廖成胜 李奇 宋泉训

摘要：随着燃气发电机组电气系统自动化程度的不断提高，燃气发电站对于集中监控的要求越来越高。针对燃气发电站的特点，设计了基于工业以太网的燃气发电站中央监控系统。电站值班人员通过监控系统可实现对现场机组实时运行状态监测、历史数据及曲线查询、蝶阀开度控制等。经过发电站实际应用，系统监测数据全面、操作简单实用、运行稳定可靠，实现了对燃气发电站的实时监测与控制功能。

关键词：燃气发电站;中央监控;工业以太网;PLC

Abstract：With the improvement of the electric system automation in gas generator，gas power station require more and more centralized monitoring. According to the characteristics of gas power station，a central monitoring system of gas power station based on Industrial Ethernet is designed. Through the monitoring system，the on-duty personnel of the power station can realize real-time operation status monitoring， historical data and curve query，butterfly valve opening control and so on. Through the practical application of the power station， the system monitoring data is comprehensive，simple and practical，stable and reliable operation，and the real-time monitoring and control function of the gas power station is realized.

Key words：gas power station; central monitoring system; industrial ethernet;PLC

引言

隨着燃气发电机组电气系统自动化程度的不断提高，燃气发电站对于集中监控的要求越来越高。燃气发电机组监控系统可以实现对发电站多台燃气发电机组的集中控制和数据显示，方便对燃气发电机组的集中管理和控制。同时，可以记录燃气发电机组的运行参数和报警参数，当燃气发电机组出现故障时，可以通过查询历史数据分析故障产生的原因。

本文设计的燃气发电站中央监控系统以亚控组态软件为基础，结合脚本语言开发，采用具有C/S（客户机/服务器）结构形式的计算机网设计。

1 燃气发电机组自动控制系统总体架构

燃气发电机组自动控制系统主要由三部分构成，第一部分为燃气发电机组配备的各种检测仪表，包括转速传感器、压力传感器、热电偶、热电阻等;第二部分为西门子PLC及科迈控制器，两个控制器根据采集到的转速、功率、压力、温度等参数对机组电子调速器、电动蝶阀、励磁板等做出相应调试实现机组控制;第三部分为机组中央监控系统，中央监控系统主要有机组实时数据监测、故障报警、历史数据查询、辅助控制等功能。

2 燃气发电站中央监控系统网络架构设计

燃气发电站中央监控系统一般配备2个服务器，一个服务器A作为IO服务器，另一个服务器B作为登录服务器、报警服务器、历史记录服务器、WEB服务器;客户机数量需根据现场情况而定。具体网络架构图如图1所示。

IO服务器：负责上位机及PLC的通讯，进行数据采集。

登录服务器：拥有网络中唯一的用户列表，负责身份验证及用户信息的存储。

报警服务器：负责存储报警信息。

历史记录服务器：负责历史数据存储。

WEB服务器：进行WEB发布时，负责提供浏览服务的站点。

客户机：被指定为客户机的站点可以访问其指定的IO服务器、报警服务器、历史数据服务器。

3 燃气发电站中央监控系统功能设计

燃气发电站中央监控系统用于在监控室内实时读取电站所有的机组运行数据、发电质量数据、发电总量、总运行时间、外围设备运行状态等信息，并实现在监控室内对电站所有机组的远程操作，实现电站机组的集中式管理和历史信息存储。

3.1实时监控画面设计

设计的实时监控画面主要分为以下区域：

1.排温、水温数据区：以柱状图的形式实时显示机组的排温和水温，正常运行时柱状图为绿色，温度过高时柱状图变为红色并报警;

2.发电质量数据区：实时显示发电机的三相电压、三相电流、功率因数;

3.机组重要参数数据区：实时显示机组当前转速、滤前油压、滤后油压、冷却水压、燃气压力、曲轴箱通风压力、油温、水温等数据;

4.阀体开度显示与控制区：实时显示调速器开度、燃气蝶阀开度、空气蝶阀开度，且可以通过按钮调节阀体的开度，“++”“--”1次阀体变化2度;“+”“-”1次阀体变化1度;

5.功率设定、显示区：设定机组的目标功率，机组在自动控制模式下机组将自动控制功率在目标功率±15kW以内，且实时显示机组的运行功率;

6. 报警显示和报警确认区：当机组存在任何报警时，报警显示区实时显示报警信息，且通过点击“报警确认”按钮可5分钟暂时屏蔽声光报警，直到当前报警恢复;

7.停机按钮：按下停机按钮实现机组分闸、停机。

监控系统主画面实时监控图如图2所示。

3.2系统安全管理设置

安全保护是监控系统不可忽视的问题，设计的监控系统对工程进行了加密，打开工程时需要输入正确密码才能进入该工程。对画面上的按钮也进行了访问权限设置，给操作者分配访问优先级和安全区，运行时当操作者的优先级小于对象的访问优先级或不在对象的访问安全区时，该对象不可访问。

3.3报警查询处理设计

中央监控系统通过 ODBC 数据源将报警信息存储到数据库中，因此我们必须先建立ODBC数据源，数据库以及 ODBC 数据源定义完成后，通过插入通用控件“KVADODBGrid Class”、日历控件“Microsoft Date andTime Picker Control”，编写查询按钮命令语言实现历史报警记录查询。

3.4报表查询及保存打印功能设计

通过报表控件、日历控件，编写查询按鈕、保存按钮、打印按钮命令语言，监控系统可以实现机组运行各定义参数日报表查询，并且可以以.XLS格式保存，连接打印机打印。

4 结语

本中央监控系统采用Windows7操作系统，以亚控组态软件为基础设计开发，利用工业以太网，设计了燃气发电站中央监控系统。监控系统采用分布式网络结构，与传统的单机监控系统相比，分布式网络结构能够大大减少服务器的运行负担，提高了整个监控系统的通讯速度，使客户机操作更为流畅、实时性更强。电站现场PLC与中央监控系统通过工业以太网进行通讯，实现了机组运行数据的动态监控，并且具有实时报警、历史报警查询、历史数据查询、历史数据保存、历史数据打印、实时曲线展示、历史曲线展示等功能。中央监控系统功能全面，人机界面美观，操作简单方便，系统运行稳定可靠，在燃气发电站具有较高的应用价值。

参考文献

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作者简介：陈洪刚（1990～），男，汉，山东淄博，本科，主要研究方向为燃气发电技术。