一、概述
随着电力市场的逐步开放、电力改革的不断深化和厂网分开、竞价上网的逐步实施，如何提高控制水平达到提高生产效率、降低发电生产成本是每个现代化电厂急需解决的问题，由于热工自动化技术的发展主厂房的生产人员已大大压缩，但辅助车间生产人员占用多、劳动效率低的问题已成为电厂提高控制水平、减员增效的重点。
国电蓬莱2×300WM火力发电厂是新建电厂，位于蓬莱市北沟镇，临近海边。电厂的设计具备较高的控制水平，辅助车间分别按(水、灰、煤)三个控制点进一步优化设计，将辅助车间监控点减少和集中，采用成熟可靠的可编程控制器结合飞速发展的工业以太网控制技术建立全厂BOP辅助系统集中监控，不仅提高了控制水平并且实现了辅助车间减员增效、减少劳动强度的目的。
二、辅助车间集中控制系统的方案设想
国电蓬莱电厂按照2000年燃煤示范电厂设计模式的有关要求进行设计，循环水泵房、燃油泵房及空压机房的控制纳入公用DCS系统，全厂辅助车间(不包括制氢站)通过工业以太网在机组集中控制室内实现集中控制，见附图一。
全厂辅助车间集中控制系统的四台操作员站放置在机组集中控制室公用系统操作台上，工程师站、冗余网络服务器放置在集控楼的工程师室中。运行值班员一主一辅，在少量就地巡检的配合下，在集中控制室就能实现对各辅助车间工艺系统的监视、控制及调节。SIS通过和全厂辅助车间集中控制系统的网上通讯，也能监控各个辅助车间的日常生产情况。
在工程具体实施时，因为工期等多方面的因素，实际各个辅助车间(不包括制氢站)分别纳入水处理、环保两个控制点，实现环保、水处理两点区域集中控制。
三、辅助车间集中控制系统的实施方案
3.1 水处理系统
水系统设置四个集中控制点，锅炉补给水处理车间、公用水泵房作为一个独立控制点进行集中控制;凝结水精处理系统、汽水取样系统及加药系统作为一个独立控制点进行集中控制;工业废水处理系统、含煤废水处理系统、含油废水处理系统、生活污水处理系统作为一个独立控制点进行集中控制;电解少水制氯作为厂区外海边的独立控制进行集中控制，四点再联网至锅炉补给水控制室，在锅炉补给水控制室内实现水网的集中控制，见附图二所示。
水网的四个程控系统的监视和控制相互独立、互不干扰。在锅炉补给水控制室(在锅炉补给水处理车间)、凝结水控制室(在主厂房0米)、电解海水制氯控制室(在海边制氯车间)、工业废水控制室分别设有操作员站，可各自独立实现监控，也可在水网调试运行正常时取消各自的值班人员，由运行人员在水网集中控制室内的操作员站上直接实现对现场工艺系统的监视及远方操控，当系统发生故障时，能及时发出报警信号。
其中，公用水泵房和锅炉补给水处理车间物理距离不远，控制设备不多，不设远程站;凝结水精处理车间、汽车取样系统及加药系统都在汽机房0米层，部分设备控制I/O点数量少并且分散，因此也不设远程站;含煤含油废水处理车间控制设备集中且点数较多，设置远程站用光纤通讯进入废水集控。
3.2 环保铺助系统
输煤、气力除灰、电除尘和脱硫系统分区域分别集中控制，最终也联网至输煤综合楼集中控制室内的环保网实现炉后辅助车间的集中控制。见附图三所示。
环保网的四个程控系统的监视和控制也相互独立、互不干扰。在输煤控制室(在输煤综合楼)、脱硫控制室(在输煤综合楼)、气力除灰控制室(在空压机房)和电除尘控制室设有操作员站，可各自独立实现监控，也可在环保网调试运行正常时取消各自的值班人员，由运行人员在环保网集中控制室内的操作员站上直接实现对现场工艺系统的监视及远方操控，当系统发生故障时，能及时发出报警信号。
其中，脱硫系统区域较大，子系统较多，既有公用子系统又有单元子系统，最后都入输煤综合楼监控，因此在废水、脱水、制浆车间分别设置远程站。
3.3 系统硬件、通讯设备及通讯网络采取冗余设置的原则，并能相互无扰切换
如附图一、二所示，各控制区域的PLC(包括电源装置、CUP等)、交换机、上层主交换机及网络连接设备(网口、网线等)分别冗余设置，保证辅网运行的可靠性。
在电解海水制氯设置一台操作员站(兼工程师站)，脱硫辅助控制系统包含多个控制子系统(两炉的公用处理系统)，是外围辅助车间中控制规模最大的程控系统，设两台操作员站、一台工程师站(兼操作员站)。一台移动工程师站，其余城域集中控制系统均配置一台操作员站及一台工程师站，除上述区域外，其余辅助车间任何情况下均无人值守。
3.4 各辅助系统区域集中控制室不设常规仪表盘及模拟屏，各区域的程控系统均采用可编程控制器(PLC+上位机(MMI))的监控模式。辅网集中控制室的运行值班员一主一辅。
所有运行参数、报警信号、运行员操作记录均能储存、记录并通过打印打印输出，报警采用声光结合的方式。在少量就地操作和巡回检查配合下，运行人员在各个区域控制室或集中控制通过键盘或鼠标在CRT上均可实现对辅助车间生产过程的调节、控制及监视。
水网和环保网系统具备与SIS/MIS系统的通讯接口功能，配置必要的网络服务器，用于SIS及有关辅助系统的信息传输。并分别设置历史/实时数据库。
用于生产过程控制的网络具有良好的实时性，一般工业控制网络的响应时间在0.01～1.5S范围之内。距离较远的系统通讯应考虑光缆连接，一般系统负载量在系统最繁忙的情况下不超过40%。考虑现场环境，还应采取各种相应技术措施如光电隔离、整形滤波、提高现场控制柜的防护等级等，克服各种干扰(电源干扰、电磁干扰、粉尘等)的影响。
3.5 程控系统设计遵循的安全准则：
3.5.1 单一故障不引起PLC系统的整体故障。
3.5.2 单一故障不引起程控系纺的误动作或拒动作。
3.5.3 程控系统的构成能反映电厂设备的冗余配置，以使程控系统内单一故障不会导致运行设备与备用设备同时不能运行。
3.6 现场设备及仪表的设计原则
各程控系统统一考虑各系统内仪表、控制设备及阀门驱动装置的电源配置。程控系统接受380/220VAC的动力电源，接受220VAC的控制电源。重要负荷需同时有两路不同段电源进线(通常工作电源为UPS，备用电源为工作段)，并配置自动切换装置，实现两路电源的自动切换。系统内其它电压等级的电源，由系统内自行转换分配。
仪用气源：气源压力为450～600KPa;控制信号气压为20～100KPa。
显示参数的单位符合国标标准工程计量单位。
实施中如果需采集的温度信号少，可考虑一次元件+变送器的方式，统一采用4～20mADC信号，减少I/O模件的种类，也可相应减少备品备件的种类。
四、辅助车间集中控制系统网络软、硬件的选用：
为保证全厂辅助车间的集中控制系统能正常投入使用，全厂铺助车间集中控制系统网络的硬件、软件的选用应实现统一。
4.1 硬件
PLC统一选用美国罗克维尔自动化公司(AB)的Controilogx系列产品。
如上附图中下层各区域交换机统一选用Hirschmann品牌的MICEMS3124，环保网和水网的主交换机
选用Hirschman品牌的MACH3002系列交换机。其中交换机的通讯接口(分光口、电口)的类型和数量根据需连接的硬件设备所在区域和通讯距离做好统一规划，避免系统投入时影响通迅速率和通讯质量，同时应预留部分光口和电口。
操作员站和工程师站采用Dell Optiplex，移动工程师站采用DELL LATITUDE。
4.2 软件
工程师站统一采用RSLogix5000PLC编程软件。
兼操作员站的工程师站采用的监控软件是iFIX3.5开发版，操作员站采用的监控软件是iFIX3.5运行版。
实时/历史数据库软件Historian Standard Server 5000Pts，3.0。
工程师站、操作员站都采用Winddows 2000 Professional的操作系统。
交换机通讯软件Hivision 6.2 PC Based、Enterprise、Hivision 6.2 PC Based Industrial Line。
统一各辅助系统的系统显示画面的风格和定义
网络采用星形工业以在网的结构，成功实现辅助集中控制系统的应用，全网应用标准的OLE/COM接口，网络系统设计采用了OPC(OLE for Proess Control)规范。
OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准，应用程离与OPC服务器之间必须有OPC接口(OPC规范提供了两套标准接口：Custom标准接口，OLE自动化标准接口)，通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口，OLE自动化标准接口定义了以下三层接口，依次呈包含关系：
OPC Server：OPC启动服务器，获得其他对象和服务的起始类，并用于返回OPC Group类对象;
OPC Group：存储由若干OPC Ltem组成的Group信息，并用于返回OPC Ltem类对象。
OPC Ltem：存储具体ltem的定义、数据值、状态值等信息。
应用OPC技术的优点如下：
OPC规范以Microsoft的OLE/COM和DCOM技术为基础，而OLE/DCOM支持TCP/IP等网络协议，因此可以将各个子系统从物理上分开，分布于网络的不同节点上。OPC按照面向对象的原则，将一个应用程序(OPC服务器)作为一个对象封装起来，只将接口方法暴露在外面，客户以绝对一的方式去调用这个方法，从而保让软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。OPC实现了远程调用，使得应用程序的分布与系统硬件的分布无关，便于系统硬件配置以及使得系统的应用范围更广。采用OPC规范，便于系统的组态化，将系统复杂性大大简化，提高软件运行的可靠性和稳定性，便于系统的升级与维护。OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而实现系统的开放性，易于实现与其它系统的接口。
通过OPC连接PLC，应用程序的开发可以使用任何开发工具，例如Delphi，C#，VB等，而无需局限在PLC厂商提供的蹩脚的开发工具，从而降低程序员的学习成本和公司的用人成本。
由于OPC是一个Adapter，所以如果PLC发生了变化，上位机与PLC的互连只需更换一个OPC Server即可。OPC代表了下位机与上位机互连的方向，我们可以按自己喜好选择上位机开发工具，从而生产力的提高是显而易见的。
五、经验和体会
在施工图设计和实际施工中，根据以往的经验，应注意的几个问题：
5.1 仪表材料选型：
水处理系统的设备室内和室外布置比较分散，注意有些仪表安装在室外，应考虑防冻措施，汽伴热和电伴热都有不尽人意之处，两者结合又繁锁，室外主要仪表是水位测量，因此可以考虑超声波水位计。
用于测量有腐蚀性介质的仪表应考虑有防腐功能，同时取样导管和阀门应和主管道同材质，或用耐腐蚀不锈钢316L。
0米层以下水池的液位计选用顶装式，高于0米的设备的液位计选用侧装式。内有防腐处理的设备应提前考虑留测量仪表的安装接口。
5.2 施工安装：
部分分析仪表应考虑仪表柜、仪表箱安装。
化学补给水系统多走电缆桥架，要考虑电缆竖井的设置及安装。
水网涉及的区域较广，电缆、网络通讯缆敷设的长度较长，敷设路径应和相关专业配合好，尽量减少敷设路径的长度，必要时采用光缆或采用远程站的方式。
注1：OPC——现代工业控制软件互操作标准。OPC规范是OPC基金组织倡导的，工业控制和生产自动化领域中使用用的硬件和软件的接口标准。它是由全世界范围内自动化领域中处于领导地位的硬件和软件开发商，在Microsoft的合作下协作制定的，符合OPC规范的硬、软件产品开始大量地开发并得到广泛应用。它包括了自动化应用中使用一整套的接口、属性和方法的标准。目前工控产品的OPC支持性能，已经成为其综合性能的一个重要方面。
