远程改造

远程改造（精选七篇）

远程改造 篇1

尽管目前以现场总线为基础的工业控制网络得到了广泛应用,但各种现场总线之间不能互相兼容,不能实现更大范围的连接,具有难以解决的许多局限性,而如果能通过以太网来实现各种形式的在线监控则可以极大地增强其灵活性,而免受到兼容性及传输范围等方面的限制,同时也符合《煤炭工业调度信息化总体规划纲要》。

为此在参照现行新设备的控制方法和各种方案的比较下,我们采用较成熟的ATmega128高速单片机对生产线上的水泵实现全自动保护的同时,并结合韩国Wiznet公司生产的以太网控制芯片W5300实现系统与以太网互联,通过以太网对水泵系统进行远程实时监控,从而为水泵的安全运行、自动保护、最佳供水、节水提供了一个新的、低成本的解决方案。

1 系统的硬件性能

对于单片机来说,由于内部资源有限,既要完成监控项目的数据采集处理任务,又要实现TCP/IP协议栈,难度较大,经综合考虑后本系统决定选用市场较为常用的的成熟芯片Atmel公司的AVR单片机ATmega128作为控制核心。ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。由于其先进的指令集以及单周期指令执行时间,ATmega128的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmega128具有如下特点:128K字节的系统内可编程Flash、4K字节的EEPROM、4K字节的SRAM、53个通用I/O口线、32个通用工作寄存器、实时时钟RTC、4个灵活的具有比较模式和PWM功能的定时器/计数器(T/C)、两个USART、面向字节的两线接口TWI、8通道10位ADC(具有可选的可编程增益)、具有片内振荡器的可编程看门狗定时器、SPI串行端口、I2C、与IEEE 1149.1规范兼容的JTAG测试接口,以及六种可以通过软件选择的省电模式,这种芯片具有较高的性能价格比,可以出色地完成通信任务。

与以往的51系列单片机比较,ATmega128单片机具有明显的优点:指令以时钟周期为运行单位,实行流水作业;功耗低;既可通过网络开关以硬件的方式实现I/O端口的灵活配置,也可通过设置相应的寄存器控制交叉开关把I/O口配置为所选择的特殊功能端口。

总之,ATmega128是一种集成度高、功能强大的单片机,非常适合于要求速度快、可靠性高、扩展功能强和节电的应用系统。

W5300是由韩国Wiznet公司开发的一种与NE2000兼容的8/16位ISA总线网卡芯片,遵循IEEE802.3标准;100脚PQFP封装,缩小了PCB尺寸;支持即插即用、跳线模式;全双工,收发可同时达到10MPS;内置16kBSRAM用于收发缓冲,降低了对主处理器的速度要求;支持AUI、UTP、BNC多种传输介质的自动侦测,支持对10BASE拓扑结构的自动记忆修正;内置的远程DMA接口、本地DMA接口、MAC(介质访问控制)逻辑、数据编码解码逻辑和其他端口MAC(介质访问控制)逻辑,可以完成以下功能:当单片机向以太网发送数据时,先将一桢数据通过远程DMA通道送到网络芯片W5300中的发送缓冲区,然后发出传送命令;当W5300完成了上一帧的发送后,再开始当前帧的发送。W5300接收到的数据通过MAC比较、CRC检验后;由FIF0存到接收缓冲区;收满一帧后;以中断或寄存器标志的方式通知主处理器FIF0逻辑对收发数据作16字节的缓冲;以减少对本地DMA请求的频率,从而可以节省软件的开销,提高系统的执行效率。

通过一个集成有TCP/IP协议和10/100M的以太网MAC和PHY的单芯片可以非常简单和快捷地实现Internet连接。W5300与主机(MCU)采用总线接口,通过直接访问方式或间接访问方式,W5300可以很容易与主机连接,就像访问SRAM存储器。W5300的通信数据可以通过每个端口的TX/RX FIFO寄存器访问,容易使用W5300实现Internet连接。W5300不需要主机的干预,内部处理所有的通信协议。W5300基于TOE(TCP/IP Offload引擎),通过减少主机处理TCP/IP协议时的负荷,可以极大地提升主机的性能。

2 网络监控系统总成

2.1 硬件连接

水泵网络监控系统的硬件结构组成如图1所示。输入的检测信号有温度信号(两端轴承温度传感器、定子绕组温度传感器)、水位信号(水源水位探头)、强电信号(漏电、缺相、过载)、振动信号(振动传感器)、液位信号(浮子开关)等,这些信号中既有开关信号,也有模拟信号,开关信号通过光电隔离电路输入ATmega128,模拟信号(其中强电信号通过互感器后)利用ATmega128的A/D转换器转换为数字信号后输入ATmega128中。输出的控制信号包括报警信号、启动信号、停机信号等,它们通过各自的驱动电路(由继电器、交流接触器、热继电器等组成)来控制强电装置。

单片机ATmega128与网络控制芯片W5300之间的接口原理图如图2所示。由于ATmega128是8位单片机,因此,通过BITI6EN接地来设定W5300工作在8位模式。W5300共有10位地址总线ADDR0～ADDR9。为了减少连线、降低成本,ATmega128的数据总线ADDR0～ADDR2与W5300的数据总线ADDR0～ADDR2直接相连,ADDR3～ADDR9悬空,芯片的RD、WR是读写信号线。单片机通过W5300收发数据,实际上也就是控制W5300的32个端口寄存器完成收发功能,所以只用单片机的3条地址总线与W5300的地址总线相连即可。W5300芯片的可以直接接入RJ45,实现与以太网的物理连接,使得外围元件大为减少。

2.2 软件实现

限于篇幅,对现场监控部分程序不作描述,主要介绍远程监控通信的实现方法。利用以太网对单片机应用系统进行远程实时监控的实质就是在硬件接入的基础上,动态或静态的分配给单片机应用系统一个IP地址,通过在单片机应用系统内嵌入TCP/IP协议栈实现它与处于以太网上的远程监控主机之间的通信。TCP/IP协议采用分层的结构,从上到下依次为应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层,每一层只对相邻层提供服务。由于TCP/IP协议比较复杂,对存储器、运算速度等的要求比较高,若想在单片机内部实现此协议将占用大量的系统资源,势必影响系统的测控、数据处理等功能,故单片机应用系统接入以太网,需要将其原有的TCP/IP协议进行简化。数据链路层部分由W5300的驱动程序提供一个与物理层的接口,完成数据收发和物理编码转换等功能。网络层的主要协议有IP、ARP、ICMP等。其中IP协议是核心协议,它主要完成主机到主机之间的通信;传输层的主要协议有TCP、UDP,主要完成进程到进程的通信,具体负责将从底层来的数据交付给正确的进程,实现完整的数据传输。TCP是面向连接的、可靠的传输层协议,它采用一些复杂的机制来确保数据传输的正确性,如建立连接时的“三向握手”,通信终止时的“四向握手”。在流控制方面,TCP采用滑动窗口协议,在要发送数据的缓存上定义一个窗口,每次发送数据的多少由窗口决定,只有收到接收端发来的确认时才可以移动窗口继续发送。由于工业控制中数据传输量少,本监控系统内存只有4K字节,因此可以将滑动窗口设置为一个固定值,每次数据接收最大1500字节,这样可简化流控制方面的一些不必要任务;另外由于水泵远程监控系统需处理的任务不多,主要强调实时性,所以可将多任务并发机制改为单任务循环机制。最上层为应用层,主要完成用户的应用程序,协议有HT2TP、TFTP等,本系统只需实现HTTP协议、UDP协议即可。

3 总结

利用单片机结合以太网控制芯片,通过对TCP/IP协议的简化实现以太网和Internet与单片机的实时通讯,达到水泵监控系统的远程化、网络化、实时化、智能化,使得界面友好,可视性强,摆脱了监控系统现场对计算机环境要求的限制,也可以克服分布式集散控制系统本身的局限性,为老设备监控系统改造积累了经验。

参考文献

[1]郑学坚,周斌.微型计算机原理及应用[M].3版.北京:清华出版社,2010.

[2]选煤厂集控装置选择的技术规定[S].1990.

金龙乡远程教育助推危房改造工作 篇2

为确保危改工作深入实际、深入民心，真正做到“两最”（最困难群众先改、最贫困群众先建）。该乡充分利用远程教育资源助推危房改造工作，有效做到“零上访”，切实将危改工作开展成群众心中“阳光工程”。

一是充分利用远程平台开好“两会”（群众告知会、民主评议会）。该乡充分利用远教资源，把危房改造申请条件、确定程序、补助标准制作成宣传资料，发放到尚未实施623户危改户手中，并明确专人负责上门进行告知宣传。同时，利用远教资源将危房改造民主评议程序制作成宣传资料，下发到各村，让群众参与到危改评议中来，做到“公平、公正、公开”。

二是远教搭台，搞活危改户建房培训。该乡充分利用远程培训室，将危房改造建房要求、政策等，在全乡20个村进行轮回培训，做到“宣传深入村寨、建房要求落到实处”，有效助推该乡危改工作。

三是纳入计划，促使危改宣传深入民心。该乡把危房改造相关政策、要求等，纳入每月培训计划，提高群众对危改工作知晓率，真正把危改工作宣传深入民心。

远程改造 篇3

1 远程操控RTG项目概况

目前，印度尼西亚TPKS码头、日本名古屋港飞岛集装箱码头远程操控RTG均已投产使用；我国深圳港妈湾码头已完成RTG远程操控技术改造，天津港、宁波-舟山港、重庆港（果园港区）等港口的集装箱码头也已将RTG远程操控技术改造提上日程。世界已建成的远程操控RTG项目技术特点如表1所示。传统集装箱码头应结合自身特点，选择与其相适应的RTG远程操控技术改造方案。

2 RTG远程操控技术改造方案选择

2.1 控制系统的构建

RTG远程操控技术改造需要考虑的首要问题是与码头原有生产管理系统的对接。远程操控并非简单的远端操作，而是需要直接从码头生产管理系统得到指令，并通过交换机解析位置，确定堆场位置坐标，然后按照设定的规则，合理地分派任务给RTG，因此，RTG远程操控系统是否与码头生产管理系统完善对接决定技术改造方案的成败。在RTG远程操控技术改造项目实施初期，就应开发软件系统，做好系统组织架构，为设备改造打好基础。RTG远程操控系统架构如图1所示。

2.2 通信技术的选择

RTG远程控制通信指远程操控台与RTG之间的通信，通信质量直接影响RTG远程控制效果。目前，通信方式分为有线通信和无线通信，其中：有线通信为光纤通信，光纤选择港口专用型，其具备较好的抗拉伸性，外皮抗紫外线且耐烟雾环境，但存在灵活性不足、需要定制开发、造价较高的缺点；无线通信有漏波电缆、无线基站、波导管通信等形式，其适用于复杂的空间环境，基础改造成本适中，但存在受带宽限制、稳定性有待提升等缺点。

2.3 定位技术的应用

出于作业安全方面的考虑，在RTG远程操控定位技术方面，除应选择可靠的定位技术外，还应进行冗余设计，保证在一套定位系统失效的情况下，仍有冗余定位系统加以保护。RTG大车定位技术有格雷母线定位、全球定位系统差分定位、视频编码

定位、磁钉（磁条）定位等，其中，格雷母线定位为首选方案，定位精度可达5 mm。小车和起升机构定位技术有绝对值编码器定位、激光测距定位等。小车和起升机构的主流定位方案是：编码器定位作为信号控制方案，激光测距定位作为冗余设计方案。

2.4 视频系统的评判

视频系统应当满足全天候作业要求，且视频实时传送，画面不能有卡滞停顿；当通信出现网络故障、延时或超时时，应有相应的安全措施。视频系统包括前端采集设备、信号传输设备、视频存储设备及后端解码显示设备，画面清晰度、视频延时率等被视作视频系统质量的评判标准。RTG视频系统布置如图2所示。

2.5 安全防护技术

在RTG远程操控模式下，除抓放箱需要人工介入外，大车、小车、起升机构的运行均为全自动模式，因此，在RTG远程操控技术改造中应选择可靠的安全防护技术。RTG安全防护涉及堆场轮廓扫描、集卡激光定位、RTG大车防撞和纠偏、RTG小车路径优化（防打保龄）等方面。

3 RTG远程操控技术改造效益分析

3.1 成本效益

在人工操控RTG作业模式下，作业人员操作RTG完成1个装车动作大约需要3 min；在远程操控RTG作业模式下，假设系统设定的安全距离为0.5 m，那么，当RTG切换为远程操控模式时，大车、小车、起升机构均为全自动运行，而只有当吊具到达安全距离后，才会切换为人工介入模式，作业人员完成1个装车动作大约需要1 min，熟练工需要的时间更短。由此可见，在相同作业时间和作业量的情况下，当使用相同数量的设备时，人工操控作业人员的数量为远程操控作业人员数量的3倍；因此，当远程操控人机比例达到1∶3时，可以节约2/3的劳动力成本，远程操控作业人员的作业效率提高3倍。

3.2 经济效益

以1个20台RTG远程操控技术改造项目来估算，其改造投资成本为2 800万元，投产后每年可节省人工成本约800万元，其静态投资回收期约为3.5年。

3.3 社会效益

RTG远程操控技术改造有利于降低码头劳动力成本，优化操作工艺，提高设备利用率，减少设备待机空耗，降低能耗，能进一步体现自动化堆场系统在节能、环保领域所具有的独特优势，对推动全国“绿色”港口发展具有积极意义，可为未来相关自动化码头建设提供经验。

4 结束语

按照目前RTG远程操控技术改造项目投资额估算，预计3.5年左右可回收投资成本；此外，考虑到未来人工成本和能源价格的上涨趋势，项目未来带给码头的收益会逐年增加，投资回报期也会缩短。目前，世界上绝大多数集装箱码头仍采用人工操控RTG作业模式，随着RTG远程操控技术的不断成熟，传统集装箱码头将迎来新的机遇和挑战。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2016-09-23）

远程改造 篇4

关键词：地下矿山,水泵,远程控制

0 引言

钨、钼等有色小金属地下矿山开采规模较小, 井下开采中段和运输巷道布局相对密集, 造成排水系统点多线长。随着生产重心下移, 井下中段逐步增加, 巷道不断延伸, 采用传统的人员现场启停、观测的方式将导致工作强度增加、效率降低, 生产成本也相应增加。如果利用现代工业控制网络和操作模块对设备进行远程启停控制以及数据实时监测, 则能很好地解决此问题, 不仅能够提高井下作业自动化水平, 还能降低工人劳动强度, 节省生产成本, 并大大加强井下作业的安全保障。

设备远程控制技术已经广泛应用于各个工业领域, 但是在小金属矿山井下推广应用相对较晚。该改造项目投资较低, 采用工业控制网络、PLC和远程模块及智能变频控制柜, 可轻松实现远程启停控制和数据实时监测的目的, 为进一步提高小金属地下采矿自动化水平奠定了基础。

1 远程控制基本结构

远程控制结构简图如图1所示。

2 基本组成单元和配置

控制系统主要由指令发送与控制、信号传输与转换、信号开关、传感器以及人机交互等模块组成。

(1) 指令发送与控制主要包括主控计算机、CPU主控程序、主通讯卡等设备。

(2) 信号传输与转换、信号开关主要包括通讯中继、尾端输出模拟、开关量输出、风量/风压输入模拟等设备。

(3) 传感器主要包括电流、电压、风量、风压、液位等传感设备。

(4) 其他组成部分还包括变频器与控制机柜、中间继电器、远程转换开关、监控计算机以及防潮、散热等设备。

3 系统运行基本原理

带有远程集中控制与自动监测系统的主控计算机在控制室负责全面指令发送与控制, 以工控网络为载体, 通过电流/电压输入模拟量模块、开关量输入/输出模块远距离传送电流/电压以及启停信号, 并通过相应的传感器将现场电流、水位等监测数据实时反馈至集控中心。

4 功能要求

根据改造协议和规范要求, 项目改造完成后, 主要需实现以下功能:

(1) 集中实现对井下所有水泵的单台启停控制, 对单台水泵运行状态下电流、电压的实时监控, 对蓄水池液位的实时监控等功能。

(2) 对操作运行启停和故障报警记录进行查看和保存。

(3) 实现对水泵就地及远程控制的任意切换, 当设备需要检修或远程出现故障时把水泵转换为就地控制, 保证水泵在任何情况都能正常运行。

(4) 通过公司局域网实现多台计算机同时监控, 如公司调度室、安全科、生产科和机动科计算机通过安装控制系统软件均可实现对井下水泵的实时监控。

(5) 通过中控室计算机可对每台水泵的电流、电压进行定时保存, 做到水泵运行历史记录的随时查看。

5 运行效果

水泵远程监测监控系统经过调试验收, 运行稳定、功能强大、操作简单, 实现了远程启停、高水位报警、低水位停泵等功能要求, 大大提高了水泵排水的安全性和运行效率, 降低了人工劳动强度, 节约了人工成本。实施效果简图如图2所示。

6 结语

项目实施后, 全部取消了原井下水泵房值守人员, 只安排地面集控中心值班人员和维保人员各一人, 消除了人员井下长时间值守安全风险, 并降低了生产用工成本。系统还留有外部接口, 已经实现了与“矿山井下安全避险六大系统”的无缝连接。项目的实施对于同类矿山井下通风系统主风机、辅扇等设备实施远程集中监测监控改造具有很好的借鉴作用, 有利于进一步提升同类矿山生产自动化水平。

参考文献

[1]张永康.浅析远程控制技术在矿山机电设备中的应用[J].中国科技博览, 2013 (29) :255.

远程改造 篇5

项目检查验收工作汇报会在幸福中学召开

2012年3月17日，云县第一期“云南省农村义务教育薄弱学校改造计划多媒体远程教学设备”项目检查验收工作汇报会在幸福中学召开。临沧市教育局项目检查验收小组、云县教育局、幸福中学的部分领导和教师参加了此次会议。会上幸福中学校长陈家成对上级教育主管部门一直以来对幸福中学教育的关心与支持表示感谢，表态在今后的工作中一定认真落实此次会议精神，把多媒体设备管好用好。（幸福中学闵德）

云县第一期“云南省农村义务教育薄弱学校改造计划多媒体远程教学设备”

项目检查验收工作汇报会在幸福中学召开

云县第一期“云南省农村义务教育薄弱学校改造计划多媒体远程教学设备”

远程改造 篇6

电厂电机的变频改造是在保证系统安全可靠的前提下, 以节能减耗、提高电厂自动化水平为目的的变频调速方案。针对节能减排方案的高、低压变频器正是在此基础上应运而生的产品。由于发电厂中实施变频改造的对象是对发电机组相对重要的高压电机和在辅机系统中的低压电机, 所以, 对变频设备可靠性的高标准要求是必然的, 也是变频产品在行业内立足与壮大的决定性因素。基于变频器的远程终端在线监测技术更是在保证变频器安全可靠的前提下, 提高电厂自动化水平的新技术。

远程在线监测系统是通过无线公共GPRS网络将变频器的参数以报文的形式传输到远程终端的通信方式, 该系统可监测变频器的所有参数与状态, 并将监测到的状态传输至远程终端监控中心, 在监控中心, 不仅可以直观的看到变频器的各个状态与参数, 还可对各项参数所采集记录的数据分析, 直观的反应出电厂设备采用变频改造后的节能情况与节电效果。

二、在线监测系统在电厂变频改造中的作用及功能

基于GPRS技术的远程在线监测系统在电力系统中的应用并不少见, 在输电线路、变电站中都有较为广泛的应用, 但是将在线监测技术应用在电力系统发电机组的直接负载——泵与风机的变频改造项目中, 还实属先例, 该系统经过研发, 测试之后, 已经成功投入现场运行, 性能良好, 运行稳定, 是电厂能源节能减排项目中一个具有突破性的创新之举。

发电厂变频改造中, 在线监测装置是以集成系统形式通过RS-485通讯线走电缆沟与变频器的RS-485通讯接口连接, 在线监测装置通过RS-485通讯以半双工的形式接收变频器发出的数据包, 并通过GPRS网络与internet网络连接, 最终通过internet网络服务器发送至在线监测的远程数据终端——监控系统主机。操作人员通过监控主机可直观的监测变频器的工作状态, 同时, 通过发送报文的形式, 可以控制变频器的状态, 最终达到变频器的远程监控的目的。图1是变频器在线监测系统的工作示意图。

远程监控主机可实现对变频器控制面板上能显示的所有状态的监测, 如:频率、电压、电流、功率、柜温、控制方式以及故障状态等等多种状态。

基于GPRS技术的远程在线监测系统具有几个显著的特点:

1. 无线通讯设备可实现将多台变频器采用RS-485通讯组网的方式, 理论上可以实现N台变频器组网, 考虑到通信干扰和变频器自身的因素, 实际应用一般不超过32台变频器向一台无线通讯设备发送/接收数据包。在现场条件允许的情况下, 采用RS-485通讯组网的方式可节约远程在线监测系统的成本。

2. 一个无线通讯设备可最多向4个公网IP地址的远程终端发送/接收数据包。可实现不同级别终端对变频设备状态、参数及性能等情况的查看。 (注明:本系统采用的无线通讯设备为宏电H7710 DTU, 对其他品牌的无线通讯设备可发送的远程终端IP数量根据产品本身型号及特性决定。)

三、在线监测技术在电厂变频改造中的实际应用

基于GPRS技术的远程在线监测系统是一种基于通用无线分组业务的新型智能化、集成化的自动控制系统。该系统主要实现用户对负载变频器的状态监测以及对变频器的参数控制, 以便保证电厂机组安全运行的条件下, 保持较高的节电率, 同时提高电厂发电效率。

基于GPRS技术无线通信的在线监测系统包括两个子系统:基于GPRS的就地监测系统和远程终端管理系统。就地监测系统实现变频器状态的数据采集, 并将其以数据包的形式发送给远程终端管理系统。从而实现远程终端对变频器状态的监控。图2所示为电厂变频改造中在线监测系统的组成。

变频器远程监控的在线监测系统经过研制、测试以及在现场的试运行, 经验证, 可实现其在功能上的各项要求。正式投运加入在线监测系统的变频器有:华电宿州生物质能发电有限公司1#机组A、B给水泵高压变频器以及华电扬州发电有限公司2#除盐水泵低压变频器。通过这两个电厂变频改造加入在线监测系统的成功案例, 可以充分证明在变频器的就地端加入基于无线通信的在线监测系统, 能直观反映出被改造设备的各项状态与参数、工况的历史数据以及节电率情况分析。具体地, 远程终端可监测并反映的信息包括:

1、远程终端可监测到变频器实时运行中的各状态与参数;2、通过回调历史曲线, 可直观反映变频器连续运行的功率情况, 通过系统内部数据库调用, 可直接反映出负载采用变频改造之后的节电率情况;3、对就地变频器出现的任何报警或故障, 远程客户端都有提示报警或故障, 并根据出现的状况系统自动判断给出处理该故障的专家诊断方法;

在投运的后期, 将实现在线监测系统拓展到一个电厂的所有采用变频改造的负载上, 并通过对电厂机组中某个系统的负载整体评估, 给出系统变频改造的方案, 不仅在机组节能上有所提高, 在机组自动化水平提升上更有显著效果, 这对在线监测系统的要求又进一步提升, 不仅要求能够监测出变频器的各状态与参数, 还要能够在远程终端反映出负载的运行工况等更复杂的相关信息。通过对系统中各负载的变频改造评估, 计算出各负载的节电情况, 进而是整个系统的节电水平, 更宽广的发展可达到计算出电厂采用变频改造方案之后, 电厂整体的节电率情况。而且可在远程终端的人机界面上, 设定或修改变频器的一些参数, 如给定频率、控制方式等相关可上位给定的参数与状态。

四、结语

在信息化集成度较高的当代, 将网络、信息和控制等相关资源与技术相结合而成的新一种在线监测技术是应时而生的新产品, 在线监测系统的数据能准确、实时地监测变频器的状态, 而且远程终端对变频器的控制也减少了电厂DCS系统的压力, 对节能估算能力更有数字上的量化标准, 更直观, 更可靠。在线监测技术通过不断的改进, 迅速发展, 基于GPRS的变频器在线监测系统能更好的适应当代国家对节能减排的政策需求, 更好的适应今后节能改造方案的发展, 在当代社会的生产与发展中发挥更大的作用。

摘要：基于GPRS网络的在线监测技术是一种集网络技术、通讯技术、计算机技术等多种技术为一体的综合性技术, 将在线监测应用在发电厂机组节能变频改造项目中, 也是实属先例, 本文阐述了在线监测系统的设计思路, 通过GPRS远程在线监测系统在电厂变频设备中的实际应用, 探讨发电厂变频设备的在线监测技术功能、作用以及应用等相关问题。本文所提出的设计思路具有普遍通用性, 能够对现场设备的集中在线监测技术提供设计参考价值。

关键词：GPRS,在线监测技术,变频器,发电

参考文献

[1]朱长荣.浅谈输电线路在线监测技术[J].北京:中国高新技术企业, 2011 (9) .

[2]王立贤, 杨威.水电站机组在线监测技术概述[J].北京:大电机技术, 2011 (3) .

[3]郭碧红, 杨晓洪.我国电力设备在线监测技术的开发应用状况分析[J].北京:电网技术, 1999, 23 (8) .

远程改造 篇7

二滩电厂原计算机监控系统由德国ABB公司提供, 采用总线式冗余光纤以太网逻辑结构, 用于监视和控制6台水轮发电机组、18台单相主变压器、500k V GIS开关站、大坝闸门、进水口快速闸门、水工泄洪闸门、6k V厂用电、辅机等设备。通过计算机监控系统可以远程操作表孔闸门、中孔闸门、底孔闸门、泄洪洞闸门;可以监视表孔闸门、中孔闸门、底孔闸门、泄洪洞闸门的开度、当前位置状态等相关信息和状态以及各类闸门对应的油泵、油位、电机的相关信息和状态;同时可以监视泄洪洞配电室、表孔配电室、中底孔配电室、坝体深井泵配电室相关的400V开关的状态指示以及坝体深井泵的水位、流量、电机状态的相关信息和状态。该系统自1998年投产以来, 已连续运行14年, 超过了设备使用寿命。近几年来, 备品停产、设备缺陷频发, 系统不够开放等问题日益严重。因此, 二滩水电站于2013年初正式启动了计算机监控系统改造项目。[1,2]

在二滩水力发电厂整个计算机监控系统改造项目之中, 大坝闸门LCU改造难度大, 风险高且改造期已处于年度防汛初期, 改造成功与否直接影响到闸门的远程控制及防汛工作。二滩电厂闸门监控系统的主要监控对象及功能包括:7个表孔闸门, 6个中孔闸门, 4个底孔闸门和2个泄洪洞闸门开度监视及闸门远方自动/现地手动控制;动力电源电压、各阀组的油压监视;中控室主控级与闸门现地控制站的PLC的通讯;计算机人机操作界面、运行监控、系统诊断等。因此, 本次改造工作在整个改造施工过程中除了保持原有闸门控制流程及方式不变外, 还需对闸门的计算机远程控制进行优化。

1 系统结构

安德里茨计算机监控系统主要由SAT 250 SCALA控制室系统和AK1703智能PLC自动化装置组成, 其显著的特点:采用了全智能的监控部件和模件, 所有I/O模板都是智能模板, 板上带有处理器, 在真正的意义上做到了全分布、智能分散、功能分散、危险分散的计算机监控系统, 大大提高了系统的可靠性、可用性。

控制中心主站系统SAT 250 SCALA系统具有极高的适应性、稳定性、灵活性和安全性。该主站系统基于客户/服务器结构, 服务器具有多客户机支持能力, 具有很高可用性、最佳的实时多任务处理以及完美的功能集成化等特点。整个主站网络结构采用当今最新以太网技术———交换式冗余以太网, 通信规约采用基于TCP/IP的IEC60870-5-104国际标准规约。网络上接入的每一个设备都具有自己特定的功能, 实现了功能的分布, 这样既具备了网络某一设备故障只影响局部功能的优点, 又利于今后功能的扩充。

智能控制器AK1703 ACP是适用于中小型至超大型水电站、抽水蓄能电站的新一代综合式、开放式、智能化、标准化的现地控制单元 (LCU) , 以开放式结构和分布式处理特点而著称。AK1703为模块化插槽式结构, 硬件、软件功能全部分散, 它在通讯及处理能力、通信接口和规约、可靠性和软件设计等方面与常规的PLC有着本质区别。

二滩电厂闸门计算机远程控制系统采用了全计算机控制的分层分布式系统结构, 节点功能、资源相对独立而又便于为其他节点共享, 监控系统由主控级和现地控制单元 (LCU) 级组成。主控级与LCU级2层之间采用双以太网结构, 构成高可靠的网络系统。系统采用高性能的网络交换机进行网络连接及通信, LCU与交换机之间的传输介质为光纤, 具有较高的传输速率和良好的抗电磁干扰能力。主控级实现对被监控对象的监控外, 是整个闸门监控系统的控制核心。LCU级设5套现地集中控制单元, 负责对现场数据的采集和处理, 并19个闸门进行远程控制。现地控制单元 (LCU) 还可接收闸门现地开度数显仪传输的4~20 m A电流信号作为闸门开度信号, 在监控系统上用以显示闸门实际开度, 闸门系统整体结构布置如图1所示。

2 系统配置情况及功能实现

大坝闸门的计算机远程控制由大坝闸门及表孔控制系统、泄洪洞闸门控制系统、中孔闸门控制系统、底孔闸门控制以及坝体深井泵控制系统组成。其中泄洪洞闸门控制系统、中孔闸门控制系统、底孔闸门控制以及坝体深井泵控制系统通过远程接口RIO经交换机与大坝闸门及表孔控制系统链接, 采集的数据经大坝闸门及表孔控制系统处理后送至监控系统上位机。上位机作为远程操作平台对闸门进行远端控制。各个站级计算机与LCU采用工业以太网连接, 网络通信介质为光纤, 组成一个分层分布式的网络控制系统。

2.1 上位机设计

安德里茨250SCALA上位机系统基于Windows操作平台, 视窗操作, 全汉化显示, 采用文字、声音、图形、图像等手段, 把工作人员的操作、事故、故障、参数越限等情况均作提示。250SCALA上位机系统具有数据采集、数/模转换、控制和调节、优化运行、数据通信、记录、管理、运行状态显示、图表打印等功能。主服务器为SUN公司生产的SUN ORACLE SPARC T4-1高档服务器。两台数据服务器的配置相同, 操作系统采用Solaris 10系统, 以冗余热备用方式工作, 主备切换无扰动地完成。操作员站为HP公司生产的HP DL380p GEN8。操作系统采用Windows Server2008 R2 Standard 64-bit系统。工程师站服务器为三台HP公司生产的HP DL380p GEN8。3台工程师站配置相同, 其中一台为移动工程师站。操作系统采用Windows Server 2008 R2Standard 64-bit系统。

2.2 现地控制单元设计

二滩水电站现地控制单元系统采用安德里茨智能控制器AK1703, 此设备基于32位微处理器技术, 采用多CPU体系结构。而且它的每个I/O模板也都带有各自的CPU, 从而具有广泛的通信方式和庞大的通信能力, 可以配置各种通讯方式 (以太网、现场总线、串口等) 和一百余种通信规约。在控制装置AK1703中配置了独立冗余功能, 外置的SM-2556以太网通信模板采用国际电力标准规约IEC60870-5-104, 通信速率10/100 M自适应, 从而实现了与地下厂房交换机或地面中控室交换机的冗余通信。其中泄洪洞闸门控制系统、中孔闸门控制系统、底孔闸门控制以及坝体深井泵控制系统采用安德里茨远程智能控制器TM1703, 此设备采用32位低功耗微处理器技术、多处理器体系。主要完成TM1703 ACP的通信、经由外围I/O模板的周期性或自发性数据采集及处理、控制输出等功能。每块主控模板与各I/O外设采用Ax-Bus实现通信连接。

2.3 控制部分软件设计

软件部分主要由PLC控制及通信程序、大坝闸门监控系统相关通信程序、相关的人机界面和文字及报警程序组成。PLC采用Siemens AK1703系列, CPU为CP-2017, PLC程序采用CAEx Plus编程软件编写, 采用使用功能图编辑器 (FBD-编辑器) 来实现编程。用户可利用SAT250软件下达对闸门的控制命令, 同时能够在界面上看到闸门的实时状态。所发送指令在全厂监控以太网中将以广播通信的方式寻找相对应的接收控制源站, 然后通过程序按IEC104通信协议发送垂询指令, 观察响应数据情况, 实现对闸门的状态监视与控制。

2.4 闸门控制流程

基于设备的安全性及控制的可靠性考虑, 将控制权划分为现地控制, 电站级控制和流域集控级控制3个级别, 并且现地控制操作的优先级优于主控级控制。当控制权在电站级控制和流域集控级时, PLC智能模块接收由监控系统发送的控制命令, 实现对闸门的控制, 通过监控系统上的“全厂集控中心”控制权切换按钮, 运行人员可将控制权切换至现地控制;在现地控制方式下, 发送的监控命令会被闭锁, 此时监控系统只能监视闸门状态, 启闭闸门需通过闸门现地触摸屏来进行。在现地触摸屏上不但设有闸门的控制, 还集合了闸门各类状态的监视、故障报警、流程报警等内容, 使运行人员即使在现地也能像在中控室一样, 对闸门的相关信息了如指掌。

2.5 闸门操作方式

闸门操作方式分为现地操作和远方操作。大坝闸门远程控制有以下两种方式:开度值设定法 (如图2所示) 和监控系统命令开出法 (如图3所示) 。

2.6 上位机与现地控制级的网络通信

主控级与现地控制级的通信介质为光纤, 通信速率为自适应100Mbit·s-1/10 Mbit·s-1, 网络结构采用快速工业以太网。LCU的PLC通过其以太网单元与光电收发器相连, 主控级上位机的以太网卡通过集线器与光电收发器相连。

3 结语

二滩水力发电厂大坝闸门的计算机远程控制系统改造完成至今已安全稳定运行一年, 实际运行证明, 二滩水力发电厂大坝闸门的计算机远程控制系统改造过程中系统规划和设计合理, 运行稳定, 满足了改造总体要求, 改造后达到了安全、可靠、经济、实用的设计目标, 减轻了运行人员的劳动强度, 满足了“无人值班, 少人值守”的要求, 为二滩水力发电厂的安全生产提供了一个现代化的技术手段, 可作为大型水电站计算机监控系统闸门控制系统技术改造的参考。

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