PCC 技術在發電廠監控中的應用

　　2.4 系統控制層

　　PROFIBUS 網上的各采集控制單元組成智能分布式系統結構的控制層。控制層按照機組或線路等監控對象的不同分別組屏， 可以使各單元組合置于過程對象附近， 減少電纜投資。各監控單元分別完成相應監控對象的模擬量、數字量采集以及數字量的輸出控制。模擬量采集采用交流采樣。

　　系統具有可擴充的模塊化結構， 電源、CPU、網絡板、I/ O 板、模擬量輸入板、通訊板等都是獨立的模板以總線方式連接在底板上， 它取代了標準的框架裝配的局限性， 可在標準的DIN 軌道上任意拆裝、組合。

　　每個單元都有一電源模塊。系統電源是系統可靠性與完整性的第一保證， PCC 的輸入電壓有AC、DC兩種， 可實現交/ 直流切換。

　　系統配有當地調試通信口， 便于對不同的數據采集與控制設備進行跟蹤與調試， 方便了參數設置及運行監視的維護。帶電插拔采集板件使得現場維護變得簡單方便。

　　在軟件支撐環境方面， PCC 采用高級語言編程， 為用戶提供透明的服務接口， 同時， 也支持直流采樣， 使得功能實現、系統增容都十分方便靈活。

　　操作系統為實時多任務系統， 在操作系統中一個任務的循環周期可根據任務的優先級確定。操作系統主要分三層：

　　（2） PCC 軟件包。包括： 系統管理、系統任務、功能庫、一般任務、高速任務級、通訊軟件。

　　（3） 應用程序。包括：循環任務、非循環任務。操作系統為保證系統的高可靠性提供了監視和安全的功能， 包括： 模塊檢測、系統結構檢測、棧溢出檢測、I/ O 數據傳輸檢測、循環周期檢測、硬件看門狗等。

　　由于PCC 的CPU 采用68000 + RISC 的32 位微處理器， 具有極強的運算處理能力， 可使大量運算、控制功能、保護功能分散在各智能單元， 大大提高了站內通信網的利用率， 使整個系統效率達到最高。另外， 系統軟硬件方面良好的自診斷功能，可把故障范圍減至最小。

　　2.5 現場層

　　智能分布式系統結構的外圍層為現場層， 包括采集層使用的傳感器、二次控制回路等。

　　現場層根據現場總線網絡傳輸速率快（ ≥500kbps） ， 軟硬件實現簡單的特點， 可以用CANBUS

　　（或RS485） 來連接廠內的其他自動化裝置如保護單元、故障錄波、無功補償設備等的主干網， 并通過現場總線網絡連接到采集層， 與上一層進行必要的數據通訊。

　　2.6 網絡通信

　　采用的PROFIBUS（ Process Field Bus） 網絡是一種高速數據鏈路， 是具有標準通訊能力的開放式現場總線， 用于PCC 與PCC 之間， 或與其它接到本網絡上的智能設備（如顯示單元、上位機等） 間傳送數據和系統狀態。PROFIBUS 網絡作為傳輸速度最快的現場工業總線（500 kbit/ s～10 Mbit/ s） ， 物理連接方式簡單， 既可以用雙芯屏蔽通訊電纜， 也可以用光纖等；多主多從的“Peer To Peer”方式， 采用Token Ring 結構， 網上最多可連入多達128 個結點， 最大傳輸距離達4800 m； 與第三方系統通訊方便， 兼容性能；可任意的增加和刪除網絡結點，而對其他結點和整個網絡沒有影響， 可靠性高。PROFIBUS 網絡協議符合德國國家標準DIN19245。

　　系統的CPU 模塊、專用的網絡模塊和通訊模塊（ 本系統未使用） 提供了多種標準通信接口（ TTY， RS422 ， RS232 ， RS485 等） ， 使得CPU 的局部I/ O 總線擴展、遠程擴展I/ O（通過RS485 電纜）以及CPU 間的現場總線組網非常靈活， 從而方便地實現系統縱向或橫向集成。

3. 系統改造后效果

　　應用PCC 實現的電廠機組設備改造， 充分發揮了可編程編輯控制器（ PLC） 的標準控制功能和工業計算機的分時多任務操作系統的集成優勢， 不僅方便地實現了各機組、廠變、出線及同期控制單元的開關量和模擬量的采集， 而且其雙網絡結構的管理層、具有大型機分析運算能力的PCC 模塊組成的控制層均為實現發電機有功調節、同期控制、強行勵磁、備自投等回路的自動控制提供了可靠的保證， 從而使該電廠的自動化管理水平登上一個新的臺階， 為建立全廠信息監控和管理系統打下良好的基礎， 為電廠節能增效、提高供電質量開辟了更廣闊的空間。

4. 結束語

　　總之， 開放式系統平臺是當今電力系統自動化發展的方向。現代的PCC 與微機的發展相互滲透， 它已是一種可提供諸多功能、成熟的用戶應用控制系統， 而不是一種簡單的邏輯控制器， 它已被開發出更多的接口與其它控制設備進行通信， 生成報告， 多任務調度， 可診斷自身故障及機器故障。基于現場總線的智能分布式的新型控制思想， 基于標準化的開放性和兼容性， 通用性和高度專業化的融合， 這些優勢使PCC 可以實現電廠的各種運行、分析與控制功能， 能夠滿足當今的電廠實現生產、管理自動化的需要， 而且具有很高的性能價格比。PCC 應用為電廠全面提高管理水平和經濟效益提供了廣闊的前景， 是一種值得推廣的可行性方案。