PCC 技术在发电厂监控中的应用

　　2.4 系统控制层

　　PROFIBUS 网上的各采集控制单元组成智能分布式系统结构的控制层。控制层按照机组或线路等监控对象的不同分别组屏， 可以使各单元组合置于过程对象附近， 减少电缆投资。各监控单元分别完成相应监控对象的模拟量、数字量采集以及数字量的输出控制。模拟量采集采用交流采样。

　　系统具有可扩充的模块化结构， 电源、CPU、网络板、I/ O 板、模拟量输入板、通讯板等都是独立的模板以总线方式连接在底板上， 它取代了标准的框架装配的局限性， 可在标准的DIN 轨道上任意拆装、组合。

　　每个单元都有一电源模块。系统电源是系统可靠性与完整性的第一保证， PCC 的输入电压有AC、DC两种， 可实现交/ 直流切换。

　　系统配有当地调试通信口， 便于对不同的数据采集与控制设备进行跟踪与调试， 方便了参数设置及运行监视的维护。带电插拔采集板件使得现场维护变得简单方便。

　　在软件支撑环境方面， PCC 采用高级语言编程， 为用户提供透明的服务接口， 同时， 也支持直流采样， 使得功能实现、系统增容都十分方便灵活。

　　操作系统为实时多任务系统， 在操作系统中一个任务的循环周期可根据任务的优先级确定。操作系统主要分三层：

　　（2） PCC 软件包。包括： 系统管理、系统任务、功能库、一般任务、高速任务级、通讯软件。

　　（3） 应用程序。包括：循环任务、非循环任务。操作系统为保证系统的高可靠性提供了监视和安全的功能， 包括： 模块检测、系统结构检测、栈溢出检测、I/ O 数据传输检测、循环周期检测、硬件看门狗等。

　　由于PCC 的CPU 采用68000 + RISC 的32 位微处理器， 具有极强的运算处理能力， 可使大量运算、控制功能、保护功能分散在各智能单元， 大大提高了站内通信网的利用率， 使整个系统效率达到最高。另外， 系统软硬件方面良好的自诊断功能，可把故障范围减至最小。

　　2.5 现场层

　　智能分布式系统结构的外围层为现场层， 包括采集层使用的传感器、二次控制回路等。

　　现场层根据现场总线网络传输速率快（ ≥500kbps） ， 软硬件实现简单的特点， 可以用CANBUS

　　（或RS485） 来连接厂内的其他自动化装置如保护单元、故障录波、无功补偿设备等的主干网， 并通过现场总线网络连接到采集层， 与上一层进行必要的数据通讯。

　　2.6 网络通信

　　采用的PROFIBUS（ Process Field Bus） 网络是一种高速数据链路， 是具有标准通讯能力的开放式现场总线， 用于PCC 与PCC 之间， 或与其它接到本网络上的智能设备（如显示单元、上位机等） 间传送数据和系统状态。PROFIBUS 网络作为传输速度最快的现场工业总线（500 kbit/ s～10 Mbit/ s） ， 物理连接方式简单， 既可以用双芯屏蔽通讯电缆， 也可以用光纤等；多主多从的“Peer To Peer”方式， 采用Token Ring 结构， 网上最多可连入多达128 个结点， 最大传输距离达4800 m； 与第三方系统通讯方便， 兼容性能；可任意的增加和删除网络结点，而对其他结点和整个网络没有影响， 可靠性高。PROFIBUS 网络协议符合德国国家标准DIN19245。

　　系统的CPU 模块、专用的网络模块和通讯模块（ 本系统未使用） 提供了多种标准通信接口（ TTY， RS422 ， RS232 ， RS485 等） ， 使得CPU 的局部I/ O 总线扩展、远程扩展I/ O（通过RS485 电缆）以及CPU 间的现场总线组网非常灵活， 从而方便地实现系统纵向或横向集成。

3. 系统改造后效果

　　应用PCC 实现的电厂机组设备改造， 充分发挥了可编程编辑控制器（ PLC） 的标准控制功能和工业计算机的分时多任务操作系统的集成优势， 不仅方便地实现了各机组、厂变、出线及同期控制单元的开关量和模拟量的采集， 而且其双网络结构的管理层、具有大型机分析运算能力的PCC 模块组成的控制层均为实现发电机有功调节、同期控制、强行励磁、备自投等回路的自动控制提供了可靠的保证， 从而使该电厂的自动化管理水平登上一个新的台阶， 为建立全厂信息监控和管理系统打下良好的基础， 为电厂节能增效、提高供电质量开辟了更广阔的空间。

4. 结束语

　　总之， 开放式系统平台是当今电力系统自动化发展的方向。现代的PCC 与微机的发展相互渗透， 它已是一种可提供诸多功能、成熟的用户应用控制系统， 而不是一种简单的逻辑控制器， 它已被开发出更多的接口与其它控制设备进行通信， 生成报告， 多任务调度， 可诊断自身故障及机器故障。基于现场总线的智能分布式的新型控制思想， 基于标准化的开放性和兼容性， 通用性和高度专业化的融合， 这些优势使PCC 可以实现电厂的各种运行、分析与控制功能， 能够满足当今的电厂实现生产、管理自动化的需要， 而且具有很高的性能价格比。PCC 应用为电厂全面提高管理水平和经济效益提供了广阔的前景， 是一种值得推广的可行性方案。