一、控制系统
1.1 控制系统简介
内蒙古准能矸电二期2×330MW机组全厂辅助车间集中监控系统，包括了以下的子控制系统:
水网控制系统：包括锅炉补给水处理系统、凝结水精处理系统、工业废水集中处理系统、化学加药及汽水取样系统、生活消防水泵房系统、制氢站系统、升压水泵房系统等(生活污水处理处理系统、煤水处理系统、油水处理系统等与一期合用)。
灰网控制系统：包括除灰系统、除渣系统、布袋除尘系统、全厂配气中心系统等。
煤网控制系统：包括转运站系统、煤仓间系统等。
本工程全厂辅助车间集中监控系统，将水网控制系统、煤网控制系统、灰网控制系统组成一个控制网络，并在主厂房集中控制室内设置全能值班操作员站，实现全厂辅助车间的集中监控。其中，水网控制系统、煤网控制系统、灰网控制系统就地集中监控点主要用于基建期间的调试和设备检修期间的维护，在辅助车间运行稳定后，由辅助车间全能值班员完成水、煤、灰系统的集中监控，就地集中监控点无人值班，实现全厂辅助车间集中监控。
1.2 网络结构
1.2.1网络设计
辅控网总体结构是由PLC +上位机方式构成，控制主干网采用1000M 冗余光纤以太网，通过冗余配置的工业以太网交换机，将子系统的冗余交换机、以太网通讯模块或操作站接入辅助车间控制主干网，星环混合型辅控网络，子系统的就地操作员站作为系统辅助监控点。辅助车间集中监控网络系统分以下三层：
第一层：3个后备监控点控制网，主要用于系统启动、初期调试、初期运行和故障时使用。在后备监控点各配置两台带光纤上传接口的分支交换机，每个系统的上位机/服务器各配有两块以太网网卡，控制器配置有冗余的以太网接口并且分别接入不同的交换机。
第二层：辅助车间集中控制系统监控网，操作员站布置在主厂房集中控制室，工程师站布置在工程师室，配置两台冗余的光纤主交换机，操作员站、工程师站及数据服务器各配有两块以太网网卡，并且分别接入不同的光纤主交换机。
第三层：辅助车间集中监控网系统通过隔离器及网关计算机连接至SIS，保证辅助车间集中监控系统向SIS发送实时数据，同时不影响辅助车间集中控制网本身的控制功能。
1.2.2 网络拓扑结构
常见的网络拓扑结构主要有总线型拓扑、星型拓扑、环形拓扑及混合型拓扑。本工程辅助车间集中监控系统采用混合型网络，先形成子网，然后子网交换机与主交换机连接。采用混合型拓扑结构，可以克服一般星型拓扑、环形拓扑结构的缺点，使网络的可靠性、扩展性、稳定性和安全性大幅提高，同时提高网络性价比。本工程全厂辅助车间集中监控系统网络见图1(虚线框内示意PLC随工艺设备成套供货)。
二、网络配置
2.1 PLC系统配置
辅助车间控制系统PLC硬件主要选用施耐德系列产品,下面以水网控制系统为例说明PLC系统配置。水网控制系统硬件采用施耐德Modicon-UNIty Quantum PLC,CPU采用140CPU67160，以太网模块采用140NOE77101，远程通讯模块采用140CRP93200(主站)和140 CRA93200(从站)，DI模块采用140DDI35300，DO模块采用140DDO35300，AI模块采用140ACI04000，AO模块采用140ACO13000。水网系统由于工艺要求不同,各子控制系统采用不同的配置策略。高可靠、高性能的冗余热备控制器140CPU67160 应用到如凝结水精处理、工业废水集中处理等系统上;在满足工艺、控制要求的前提下，提高性价比，对控制点数不多的系统选用140CPU11302 双机热备系统，如制氢站系统、化学加药及汽水取样系统;对于由设备厂家成套的系统如生活消防水泵房系统签订协议较早、系统点数非常少，厂家提供的PLC为西门子的S7-214，给通讯联网造成很大的不便,且不能采用冗余通讯方式。在设计过程中事先我们应该有一个整体的规划，辅助车间PLC系统尽量选用同一品牌以方便最终的网络连接，当然，这也需要业主的大力支持和工艺设备厂家的配合。
2.2 交换机配置
本工程采用混合型网络拓扑结构，主干网采用冗余结构，使网络在发生不同的故障点(线路、交换机等)的情况下仍然能够正常工作;为了降低网络的负荷，提高以太网的通信速度，主干网采用通信速率达1000M/s 的工业交换机，可以尽量避免冲突的发生，提高系统的高可用性。本方案网络核心交换机采用赫斯曼具有网管功能的以太网交换机MACH4002-48G-L3E，就地控制室采用带网管功能的以太网交换机MS4128-L3E，辅助车间内采用以太网交换机MS20，这些交换机是完全工业级网络产品，牢靠的重负荷设计，确保了整个网络系统的稳定、可靠运行。
2.3 服务器和操作站配置
两台服务器、两台操作站、一台工程师站和两台网络中心交换机布置在主厂房控制室和锅炉电子设备间内;三台操作站(一台兼工程师站)、两台服务器布置于水网控制室(位于锅炉补给水车间);四台操作站(一台兼工程师站)、两台服务器布置于灰网控制室(位于除灰综合楼);二台操作站(一台兼工程师站)、两台服务器布置于煤网控制室(位于输煤控制楼)。另外,为方便调试，工业废水集中处理系统、化学加药及汽水取样系统、制氢站系统分别设有就地操作员站。服务器、监控操作站及工程师站通过冗余通道与中心交换机连接。辅控网络中心交换机通过冗余光纤分别与各车间控制系统的交换机连接，构成网络的主干。系统服务器采用IBM System×3650工业级服务器，配置为四核双CPU、2GB内存、500G硬盘(SCSI总线)、52X CD-ROM、外部存储设备。高性能服务器通过以太网与各控制系统的Modicon-Unity Quantum PLC 通讯，从PLC 中采集实时数据，存储于服务器中，承担各系统的数据采集、存储、处理等工作。网络系统配置研华工业控制计算机及22寸工业级液晶显示器作为操作员站，任意一台操作员站可承担工程师站功能，配置由单色激光打印机和彩色喷墨打印机。服务器数据库容量保证辅控网实时数据在线保存足够时间以方便查询，并可写入光盘。
2.4 软件配置
PLC 编程和组态软件采用施耐德UNITY PRO;监控软件和数据库软件采用Wonderware 公司的INTouch V10.0和INTouch服务器I/O SERVER;监控站系统软件采用WinXP Professional;服务器系统软件采用Windows2003 Server。
系统采取有效措施来防止各类计算机病毒的侵害和数据丢失。为保证网络系统的运行安全，安装防火墙软件，并根据不同用户设置相应的访问权限和网络管理措施( 划分虚网VLAN，如水和灰系统为不同的VLAN，二者不能相互访问，既可避免网络带宽的浪费，又可以便于安全管理) 等。
三、结束语
电厂辅控网络系统在构建时往往会遇见一些问题，结合上文所述及作者自身经验对于构建网络系统的几个常见问题进行简单探讨：
在构建辅控网络系统时，为了保证整个系统的可靠性，网络在符合成本考量的前提下，应尽可能实现辅控网络的双网架构，同时保证网络核心设备，如：交换机、服务器的冗余配置，从而杜绝网络内出现单节点。
在满足设备通讯流量的网络配置后，还应考虑到网络内数据瞬时峰值大流量的产生，避免极端情况导致系统拥塞。
为了减少网络在通讯过程中的信号衰减，在网络物理设备的设置上应尽量减少对于光端机、光电转换器等二次转换设备的使用。
辅网设计过程中尽量采用同一品牌的PLC,为网络结构的搭建提供方便。
本文结合火力发电厂辅控系统的实际情况，从工业以太网的技术特点、拓扑结构和辅控网络软、硬件架构等几方面出发，介绍了内蒙古准能矸电二期2×330MW机组辅助车间集中监控系统的设计，电厂辅助控制网络系统，是整个辅控系统的核心。系统庞大而复杂，所遇问题各种各样。以上叙述的问题仅为一些常见问题，故在实施时，应根据现场情况综合各方面因素合理设置。
