項目背景
       石家莊熱電廠東廠區(qū)有四臺傳統(tǒng)火力發(fā)電機組（＃12—＃15機組），是NG-220/110-M2型高溫高壓煤粉爐和B25-8.82/0.98型汽輪機，已運行十年，采用傳統(tǒng)熱控技術(shù)。原有的一個小型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，總?cè)萘?4點，只能提供部分重要參數(shù)和簡單畫面,且不易修改,已經(jīng)遠不能適應(yīng)現(xiàn)代電力競爭的需要,急需改造。
        當前電力改革不斷深化，競價上網(wǎng)成為必然，要求對實時動態(tài)成本和機組運行狀況有切實的把握。廠領(lǐng)導(dǎo)審時度勢，決定上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，準確把握生產(chǎn)過程信息。

設(shè)計原則
1、指導(dǎo)思想
（1）充分發(fā)揮現(xiàn)場設(shè)備的作用，盡量不增添更多的設(shè)備，力求性價比最高。
（2）新系統(tǒng)要保證一定的先進性。
（3）新系統(tǒng)要功能完善、穩(wěn)定可靠。
2、設(shè)計原則
基于上述指導(dǎo)思想，確定設(shè)計原則如下：
（1）風(fēng)險分散：一個操作員站出現(xiàn)問題不影響本機爐自動、保護裝置的運行；一個操作員站的一個采集子網(wǎng)出現(xiàn)故障不影響其他子網(wǎng)的運行；一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點出現(xiàn)故障不使整網(wǎng)癱瘓；設(shè)置與外界的物理隔斷，避免病毒或惡意破壞。
(2)穩(wěn)定可靠：保證設(shè)備長期穩(wěn)定工作，取代部分常規(guī)儀表。
(3)良好的擴展性：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)易于增加節(jié)點，易于連接新型采集裝置，易于與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。
(4)完備的系統(tǒng)功能
新系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：
A、能連續(xù)監(jiān)視機組各種運行參數(shù)及設(shè)備的運行狀態(tài)，并對各參數(shù)進行必要的處理。有CRT屏幕顯示，能夠顯示各種參數(shù)，表格，曲線，棒狀圖，趨勢圖和模擬圖等畫面。
B、能夠提供定時打印、召喚打印和報警打印。
C、能夠調(diào)用有關(guān)歷史數(shù)據(jù)供事故分析和經(jīng)濟運行應(yīng)用。
D、能提供完整的報警信息，對任何報警能給出具有報警點詳細說明的CRT顯示。能實現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)據(jù)共享，能夠與其它熱工參數(shù)采集系統(tǒng)相聯(lián)接。

系統(tǒng)構(gòu)成
        經(jīng)認真考察和慎重論證，我們選定了Wonderware公司的FactorySuite系列套件。Wonderware公司是一家美國公司，它開發(fā)出了基于Microsoft Windows平臺、應(yīng)用于工業(yè)及過程自動化領(lǐng)域的套裝軟件FactorySuite，其構(gòu)成類似于Microsoft Office，是一個多功能軟件包，易學(xué)易用。 系統(tǒng)硬件在充分發(fā)揮現(xiàn)場PLC和SRE巡測儀作用的基礎(chǔ)上增加ADAM模塊，實現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)接入。 因此，石家莊熱電廠熱工參數(shù)采集系統(tǒng)（以下簡稱數(shù)采系統(tǒng)）采用了FactorySuite的部分組件，它們是：InTouch7.1、Factory Focus7.1、InSQL7.1、SuiteVoyager 2.0和ActiveFactory。這些組件與系統(tǒng)硬件協(xié)調(diào)構(gòu)成了數(shù)采系統(tǒng)。 四臺機組連同其輔助系統(tǒng)（燃料輸送、化學(xué)水處理和除氧給水系統(tǒng)）各設(shè)立操作員站，并由設(shè)立在汽機班長室的工程師站進行統(tǒng)一管理，由此構(gòu)成了本數(shù)采系統(tǒng)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)方式，其結(jié)構(gòu)示意圖見所附“網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖”。 圖中各操作員站完成了數(shù)據(jù)的采集和傳輸，工程師站完成對系統(tǒng)的管理和信息發(fā)布，歷史站完成了數(shù)據(jù)的存儲和對外數(shù)據(jù)交換，由此實現(xiàn)了一系列設(shè)計構(gòu)想，達到了工程目的。

系統(tǒng)工作原理
         按照設(shè)計原則，系統(tǒng)以設(shè)立在汽機班長室的工程師站為中心，通過HUB將#12—15機爐以及燃料輸送和化學(xué)水處理等十個操作員站連接成一個以太網(wǎng),并通過工程師站向廠MIS發(fā)布相關(guān)畫面和數(shù)據(jù)；歷史站接受十個操作員站的數(shù)據(jù)，完成存儲并向廠綜合數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。操作員站和工程師站以InTouch7.1為工作平臺，在此基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用軟件，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計功能。歷史站安裝5000點數(shù)據(jù)庫。InSQL Server是工廠實時關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，具有速度快捷、查詢方便和組態(tài)簡單的特點；SuiteVoyager可將選定的內(nèi)容進行發(fā)布，客戶端不用安裝任何軟件，利用WINDOWS的IE瀏覽器就可方便的查詢有關(guān)數(shù)據(jù)。操作員站通過運行ADAM、OMRONHL和SRE（自行開發(fā)）三種I/O Server將現(xiàn)場各種熱工數(shù)據(jù)采集上來。該結(jié)構(gòu)方式各個系統(tǒng)相對獨立運行，實現(xiàn)了風(fēng)險分散的目的。
1、操作員站
一個操作員站就是一個獨立的實時數(shù)據(jù)網(wǎng)，利用串口擴展技術(shù)，又方便地連接了若干個小數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）。典型的結(jié)構(gòu)見所附“操作員站結(jié)構(gòu)圖”。圖中的OMRON公司的PLC和研華公司的ADAM模塊都有完備的通訊功能，上海電力學(xué)院的SRE巡測儀也具備串口通訊功能，我們經(jīng)過研發(fā)，開發(fā)出了它的通訊程序，這樣就解決了子網(wǎng)通訊問題。具體說明如下：
操作系統(tǒng):Windows NT 4.0
工作環(huán)境：FactoryFocus 7.1
應(yīng)用程序：在FactoryFcous 7.1基礎(chǔ)上自行開發(fā)
I/O Server：Omron Hl ADAM SRE
計算機: 康泰克工控機（CPU800MHZ、40G）
通訊方式：C104P型串口擴展卡2塊，自制屏蔽通訊電纜若干條，網(wǎng)卡及網(wǎng)線。
采集裝置：PLC、SRE巡測儀、ADAM系列模塊
OMRON公司的PLC系列產(chǎn)品已在我廠東廠區(qū)機爐的本體保護、滅火保護和安全門保護中使用。PLC是一套獨立的控制系統(tǒng)，本身具備數(shù)據(jù)的采集和處理能力，因此，只要增插一塊HostLink卡就可與操作員站連接，并通過設(shè)置OMRON HL通訊軟件實現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)交換。這種方法可低成本地接入大量的開關(guān)量數(shù)據(jù)。
研華公司的ADAM系列模塊已經(jīng)在我廠化學(xué)和燃料的熱工參數(shù)采集系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用，具有使用簡單、組網(wǎng)方便的特點。本工程選用研華系列模塊，用于采集標準模擬量信號（0-10mA或4-20mA）。利用ADAM軟件對4017和4520通訊模塊進行配置，可簡便的構(gòu)成一個子網(wǎng)。另外，選用該型設(shè)備可以方便的實現(xiàn)設(shè)備互換，為今后的維修服務(wù)和備品備件的來源提供了方便。
SRE型巡測儀：我廠東廠區(qū)機爐的大部分溫度信號是用上海電力學(xué)院的SRE系列產(chǎn)品來指示的，它具備完整串口通訊功能。我們已經(jīng)用VB語言成功的開發(fā)了與InTouch的通訊程序，接入大量的溫度數(shù)據(jù)，現(xiàn)場運行良好。
2、工程師站
工程師站是網(wǎng)絡(luò)的中心環(huán)節(jié)，操作系統(tǒng)室Windows2000 Server版，工作軟件是InTouch 7.1（3000點）和SuiteVoyager 2.0。在這里對其他操作員站實施管理 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步。綜合有關(guān)數(shù)據(jù)，編制畫面，完成數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，向MIS用戶發(fā)布信息并進行訪問管理。這里也是實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)的對外物理隔斷，外界信息不能進入下一層數(shù)據(jù)網(wǎng)，有效的保證了系統(tǒng)安全。
3、歷史站
從HUB接出，完成實時數(shù)據(jù)的存儲、檢索和對廠綜合數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換。操作系統(tǒng)為Windows NT 4.0，工作軟件是InSQL Server 5000點和ActiveFactory 2.0。InSQL Server是實時關(guān)系型工廠數(shù)據(jù)庫，采用了高壓縮比的數(shù)據(jù)格式和SuiteLink的快速通訊方式，使得占用硬盤空間小通訊檢索速度快.ActiveFactory 2.0提供了方便、準確、多方式的查詢手段，完全滿足了事故分析、經(jīng)濟分析和性能計算的需要。

系統(tǒng)性能指標
工程竣工后，經(jīng)現(xiàn)場測試，達到了如下的性能指標：
系統(tǒng)可用率達到99.9％
系統(tǒng)精度：滿足±0.1%的精度要求
顯示正確性：實際最大誤差是-0.045%，滿足要求。
一致性：比較與二次儀表指示值的一致性為100％。，滿足要求。
抗干擾能力：滿足共模電壓250V、共模抑制比120dB、差模電壓60V、差模抑制比 120dB的設(shè)計要求。
系統(tǒng)實時性和響應(yīng)速度：
系統(tǒng)裕量：
采集板CPU負荷率不大于40%，實際值是20%，合格。
操是作員站CPU負荷率不大于40%，實際最大值是30%，合格。
I/O點裕量：不小于15%，實際值是20%，合格。
電源負荷不大于30%----40%，實際值是20%，合格。
數(shù)據(jù)正確率：

序號 測試項目 設(shè)計值 實際值 判斷
1 數(shù)據(jù)庫刷新周期—模擬量 采樣周期 小于1s 合格
2 數(shù)據(jù)庫刷新周期—開關(guān)量 1s 小于1s 合格
3 畫面對鍵盤響應(yīng)時間 一般畫面1s 小于1s 合格
4 復(fù)雜畫面2秒s 小于2s 合格
5 CRT畫面上的數(shù)據(jù)刷新周期 1s 小于1s MIS網(wǎng)上數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)速度有關(guān) 合格

設(shè)計要求，當信號源正常時，數(shù)據(jù)正確率應(yīng)不低于98%。實際值為99.5％，達到了設(shè)計的要求。

工程概況
工程量：2001年1月成立5人工程小組，并于當月9日開始施工，2002年4月15竣工驗收，歷時3個月。其中2001.1.9—2.001.2.20進行軟件開發(fā)，2001..3.21—2001.4.14進行現(xiàn)場施工。
硬件的設(shè)計安裝(僅對＃12—＃15機爐8個操作員站的統(tǒng)計):
（1）設(shè)計、制作并安裝計算機工作臺8個。
（2）設(shè)計、制作、并安裝數(shù)據(jù)采集柜2面。
（3）設(shè)計、制作、并安裝數(shù)據(jù)采集板8塊。
（4）安裝ADAM模塊56塊，配線380對。
（5）敷設(shè)網(wǎng)絡(luò)通訊電纜800米。敷設(shè)控制電纜1000米。
（6）制作、敷設(shè)采集通訊線40根。
（7）配置、安裝數(shù)采計算機10臺（軟件安裝、串口擴展和網(wǎng)卡安裝等），安裝HUB1臺。
（8）改造PLC5臺，SRE巡測儀7臺。
（9）連接采集裝置3類（PLC、SRE、ADAM）20個。
（9）系統(tǒng)容量:1500點
軟件開發(fā)：
（1）開發(fā)SRE巡測儀通訊程序一套。
（2）利用InTouch7.1開發(fā)出了由１００余副畫面組成的操作員站應(yīng)用軟件。
（3）開發(fā)發(fā)布信息程序一套（20