揚子石油化工股份有限公司化工廠(以下簡稱化工廠)電力系統(tǒng)原來在1#總降和2#總降各有一套專用監(jiān)控軟件，它們的功能和信息共享能力都不理想。現在為了滿足全廠集中監(jiān)控，以及向電調轉發(fā)信息的要求，對原有系統(tǒng)進行了改造。針對電力系統(tǒng)運行和生產運行的需要，自主設計了部分組態(tài)畫面，對過去許多想知道卻無法觀察到的數據進行了監(jiān)控。對各類報警信息，采取分類音響報警，便于值班人員分辨。監(jiān)控組態(tài)軟件的投用，給化工廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及事故分析處理都帶來許多有利的因素。
1、監(jiān)控組態(tài)的概念
“組態(tài)”的概念是伴隨著集散控制系統(tǒng)的出現才開始被廣大的生產過程自動化技術人員所熟知的。隨著它的快速發(fā)展，實時數據庫、實時控制、SCADA、通信及聯網、開放數據接口、對I／O設備的廣泛支持已經成為它的主要內容。
直到現在，每個DCS廠家的組態(tài)軟件仍是專用的(即與硬件相關的)，不可相互替代。從2O世紀8O年代末開始，由于個人計算機的普及，國內開始有人研究如何利用PC進行工業(yè)監(jiān)控，同時開始出現基于PC總線的A／D、D／A、計數器、DIO等各類I／O板卡。
目前，多數組態(tài)軟件都是在Windows 3.1或3.2操作系統(tǒng)下逐漸成熟起來的，國外少數組態(tài)軟件可以在OS／2或Unix環(huán)境下運行。目前絕大多數組態(tài)軟件都運行在Windows98／NT環(huán)境下。較理想的環(huán)境是Windows NT或Windows2000操作系統(tǒng)，因為其內核是原來的VMS的變種，可靠性和實時性都好于Windows 98。
組態(tài)軟件的發(fā)展與成長和網絡技術的發(fā)展與普及密不可分。曾有一段時期，各DCS廠商的底層網絡都是專用的，現在則使用國際標準協(xié)議，這在很大程度上促進了組態(tài)軟件的應用?？偩€技術的成熟更加促進了組態(tài)軟件的應用。應該說總線是一種特殊的網絡技術，其核心內容一是工業(yè)應用，二是完成從模擬方式到數字方式的轉變，使信息和供電同在一根雙線電纜上傳輸，還要滿足許多技術指標。
隨著技術的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內容。
化工廠的監(jiān)控組態(tài)系統(tǒng)主要使用485總線和Modbus Rtu通訊協(xié)議。
2、化工廠電力監(jiān)控系統(tǒng)的構成
2.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件構成
化工廠電力監(jiān)控系統(tǒng)網絡聯結圖如圖1所示。
化工廠的監(jiān)控系統(tǒng)采用前臺機作為I／O通訊服務器，后臺機作為監(jiān)控報警設備的監(jiān)控模式。
圖1 化工廠電力監(jiān)控系統(tǒng)網絡連結示意
1#總降的前臺I／O通訊機負責與綜合電力保護繼電器以485總線進行通訊。所有的設備都使用Modbus通信協(xié)議。后臺監(jiān)控機通過LAN網與前臺I／O通訊機通信，讀取各綜保繼電器的電壓、電流等遙測量，以及開關、保護狀態(tài)等遙信量。所有的網絡連結通過1臺交換機集聯起來。1#總降的網絡通過連在交換機上的光纖收發(fā)器與2#總降的網絡相連。
2#總降的前臺I／O通訊機接受來自原南瑞數據采集系統(tǒng)轉發(fā)的信息，以及南京自動化研究所微機繼電保護器發(fā)出的保護信息。
乙醛變電所的微機既是I／O通訊機也負責監(jiān)控的顯示。它直接通過自帶的RS232接口加上232／485轉換器與乙醛變電所內的PLC直接通訊，通過讀取PI C內寄存器的值來監(jiān)控低壓開關的狀態(tài)。
2#總降內有1臺微機，作為化工廠電力系統(tǒng)總監(jiān)控機。它通過網絡讀取各變電所I／O通訊機的變量信息，在組態(tài)畫面顯示出全廠的電力系統(tǒng)的狀態(tài)。
為了能使廠局域網內的用戶都能看見化工廠電力系統(tǒng)的狀況，在2#總降設置了1臺Web服務器。該服務器安置了2塊網卡，1塊與電力系統(tǒng)監(jiān)控網相連，l塊與廠局域網相連接。該Web服務器將從I／O通訊機上讀取的信息轉化為Web頁面，在廠局域網內的用戶都可以通過http：//10.109.48.234訪問到該服務器上，了解各變電所的配電狀況。
2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件構成及工作原理
化工廠電力監(jiān)控系統(tǒng)使用的軟件為南京力導公司在“組態(tài)王”基礎上開發(fā)的“SJ-200”。監(jiān)控軟件通過與綜合保護繼電器、PLC等I／O設備進行通訊獲取信息。輸入輸出的數值存放在I／O設備的寄存器中，寄存器通過其地址進行引用。大多數I／O設備提供與其他設備或計算機進行通訊的通訊端口或數據通道，監(jiān)控軟件通過這些通訊通道讀寫I／O設備的寄存器，采集到的數據可用于進一步的監(jiān)控，不需要讀寫I／O設備的寄存器。監(jiān)控軟件提供了一種數據定義方法，定義了I／O變量后，可直接使用變量名用于系統(tǒng)控制、操作顯示、趨勢分析、數據記錄和報警顯示。
運行報警和事件記錄是控制軟件必不可少的功能，當變量的數值或數值的變化異常時，將產生報警，以便操作者采取必要的措施。監(jiān)控軟件提供強有力的報警和事件系統(tǒng)，并且操作方法簡單。監(jiān)控軟件中的報警和事件主要包括變量報警事件、操作事件、用戶登錄事件和工作站事件。通過這些報警和事件，用戶可以方便地監(jiān)視和查看系統(tǒng)的報警、操作和各個工作站的運行情況。當報警和事件發(fā)生時，監(jiān)控軟件把這些事于內存中的緩沖區(qū)中，報警和事件在緩沖區(qū)中是以先進先出的隊列形式存儲，所以只有最近的報警和事件在內存中。當緩沖區(qū)達到一定數目或記錄定時時間到時，系統(tǒng)自動將報警和事件信息寫到報警存儲文件、打印機或數據庫中(請注意：要先定義是否存儲到文件、數據庫或直接輸出到打印機)。報警和事件在報警窗中會按照設置的過濾條件實時顯示出來。
Touchvew是組態(tài)王軟件的實時運行環(huán)境，用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與I／O服務程序(數據采集組件)的數據交換。它通過實時數據庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到的各種數據，并把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數據文件。
3、改造后化工廠電力監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)越性
3.1 原電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能
原電力監(jiān)控軟件由微機繼電保護設備廠家提供，具有基本的設備開關量、模擬量的顯示功能，以及一個故障信息報警窗口。該系統(tǒng)為此類微機保護繼電器的專用監(jiān)控軟件，能夠實現對單獨變電所電力系統(tǒng)的基本監(jiān)控功能。
3.2 改造后監(jiān)控系統(tǒng)的新功能
（1）歷史報警記錄查詢功能使故障過程再現
關注本刊微信訂閱號