輔助車(chē)間控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用

企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2015年第24期
輔助車(chē)間控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用
許寶晶1 任 毅2
（1.陜西省電力技工學(xué)校，710100；2.西安航天自動(dòng)化股份有限公司，710065）
摘 要：在當(dāng)今能源（特別是煤礦資源等不可再生資源）緊缺的情況下，隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及電廠對(duì)于輔機(jī)系統(tǒng)（輸
煤、化水、除灰渣等系統(tǒng)）效率、運(yùn)行成本等等的要求越來(lái)越高，大多數(shù)電廠都會(huì)選擇架設(shè)輔助車(chē)間控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將整個(gè)輔機(jī)系統(tǒng)
的信息都集中起來(lái)，進(jìn)行集中監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便能更加及時(shí)的調(diào)整運(yùn)行方案，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效
運(yùn)行的目的。
關(guān)鍵詞：輔助車(chē)間控制網(wǎng)絡(luò)；電廠；VLAN
目前輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)多以以太網(wǎng)為主，其中多以星形結(jié) 般采用端口綁定的方式來(lái)劃分VLAN。通過(guò)對(duì)可網(wǎng)管交換機(jī)的
構(gòu)為主，采用C/S架構(gòu)；星形結(jié)構(gòu)可以最大程度上減少單點(diǎn)故 管理，系統(tǒng)管理員可以方便的將任意一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備劃分到任意
障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，適合規(guī)模比較大的網(wǎng)絡(luò)采用，目前的 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，也可以共享到所有網(wǎng)絡(luò)中，方便的控制客戶(hù)端的
Internent就是采用星形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制 訪問(wèn)范圍，使得網(wǎng)絡(luò)也更加的安全。
采用集中控制方式，設(shè)置一個(gè)輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中控制點(diǎn) 輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率是評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)劣的
（單元控制室內(nèi)）。運(yùn)行人員在單元控制室內(nèi)通過(guò)操作員站實(shí)現(xiàn) 主要指標(biāo)，下面我們通過(guò)計(jì)算的方式來(lái)對(duì)一個(gè)有7個(gè)子系統(tǒng)、5
輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的啟/停運(yùn)行的控制、正 臺(tái)客戶(hù)端的輔網(wǎng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行一個(gè)大概的評(píng)估。
常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及設(shè)備運(yùn)行異常與事故工況的處理，以 A、本輔網(wǎng)系統(tǒng)共包括7個(gè)子系統(tǒng)，具體的系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)配置如
達(dá)到輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理、控制一體化，為電廠減員增效 下：子系統(tǒng)1的點(diǎn)數(shù)配置為：開(kāi)關(guān)量：3000點(diǎn)，模擬量：100點(diǎn)；
和提高整體效益創(chuàng)造條件。能夠在單元控制室內(nèi)的集中監(jiān)控點(diǎn) 子系統(tǒng)2的點(diǎn)數(shù)配置為：開(kāi)關(guān)量：4000點(diǎn)，模擬量：1500點(diǎn)；子
完成對(duì)所有輔機(jī)系統(tǒng)工藝設(shè)備的正常運(yùn)行過(guò)程的集中監(jiān)視和 系統(tǒng)3的點(diǎn)數(shù)配置為：開(kāi)關(guān)量：1000點(diǎn)，模擬量：200點(diǎn)；子系統(tǒng)
控制，并實(shí)現(xiàn)人員通過(guò)SIS系統(tǒng)（廠級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息系統(tǒng)）可以 4的點(diǎn)數(shù)配置為：開(kāi)關(guān)量：1300點(diǎn)，模擬量：100點(diǎn)；子系統(tǒng)5的
查閱輔控系統(tǒng)與SIS的連接并讀取整個(gè)輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的 點(diǎn)數(shù)配置為：開(kāi)關(guān)量：280點(diǎn)，模擬量：180點(diǎn)；子系統(tǒng)6的點(diǎn)數(shù)
所有有用數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)電廠可以系統(tǒng)、集中的監(jiān)控輔助車(chē)間 配置為：開(kāi)關(guān)量：2700點(diǎn)，模擬量：300點(diǎn)；子系統(tǒng)7的點(diǎn)數(shù)配置
（系統(tǒng)）各工藝子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，獲取歷史數(shù)據(jù)，用于經(jīng) 為：開(kāi)關(guān)量：4400點(diǎn)，模擬量：300點(diǎn)。
濟(jì)性計(jì)算分析。 B、假設(shè)輔網(wǎng)與所有子系統(tǒng)PLC通訊都采用MODBUS協(xié)
在一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)中至少應(yīng)該包含服務(wù)器和交換機(jī)，這兩 議進(jìn)行通訊，而采用MODBUS協(xié)議通訊時(shí)的通訊數(shù)據(jù)是按數(shù)
種設(shè)備一起構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的核心。 據(jù)位來(lái)傳送，因此上層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（服務(wù)器）的與就地各子系統(tǒng)的
一、服務(wù)器的功能 通訊負(fù)荷計(jì)算方法為：
服務(wù)器一般需要完成的功能有：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器功能：服 模擬量點(diǎn)數(shù)X16+開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)
X100%=W1
100000000（100M）
務(wù)器直接與各子系統(tǒng)的PLC控制器交換數(shù)據(jù)，同時(shí)緩存數(shù)據(jù)為
那么，本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的W1計(jì)算公式如下：
眾多客戶(hù)端提供數(shù)據(jù)，減小控制器的負(fù)荷，使得網(wǎng)絡(luò)中客戶(hù)端
100X16+3000 1500X16+4000
的數(shù)量依賴(lài)于服務(wù)器的性能，增加客戶(hù)端不會(huì)影響控制器的運(yùn) W1= （ + +
100000000（100M） 100000000（100M）
行，從而也更不會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行。
200X16+1000 100X16+1300 180X16+280
+ + +
二、交換機(jī)的功能 100000000（100M） 100000000（100M） 100000000（100M）
在小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中類(lèi)似與集線器（HUB），負(fù)責(zé)提供各網(wǎng)絡(luò)設(shè) 300X16+2700 300X16+4400
+ ）X100%=0.0596%
備間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。然而由于以太網(wǎng)的沖突檢測(cè)機(jī)制，網(wǎng)絡(luò) 100000000（100M） 100000000（100M）
上會(huì)有大量的廣播信息。當(dāng)廣播信息多到一定程度后，會(huì)形成 C、對(duì)服務(wù)器來(lái)說(shuō)，其通訊負(fù)荷除了與就地各子系統(tǒng)的理論
網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。也正式因?yàn)檫@個(gè)原因使得以 通訊負(fù)荷外還包括客戶(hù)端系統(tǒng)與其通訊所造成的負(fù)荷，由于服
太網(wǎng)的傳輸效率實(shí)際上在36%以下，這個(gè)數(shù)據(jù)沒(méi)有明確的概 務(wù)器與客戶(hù)端之間的通訊是以IFIX為平臺(tái)的，而在IFIX中每
念，但是從網(wǎng)絡(luò)上的資料上來(lái)說(shuō)，多數(shù)人認(rèn)定36%是以太網(wǎng)的 一個(gè)點(diǎn)都包含了16個(gè)需通訊的數(shù)據(jù)變量（例如A_*和F_*），
一個(gè)警戒應(yīng)用率，超過(guò)這個(gè)數(shù)值，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的可能性會(huì)很 而這些變量中的每一個(gè)都是以模擬量的形式來(lái)傳送的，也就是
大。因此我們需要在設(shè)計(jì)時(shí)合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)容量的同時(shí)，也需要 說(shuō)每個(gè)變量又包含了16位的數(shù)據(jù)，因此在通訊時(shí)，每臺(tái)客戶(hù)端
通過(guò)劃分廣播域來(lái)限定廣播信息的范圍，來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)利用率。 系統(tǒng)與服務(wù)器通訊時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)所造成的負(fù)荷W2的計(jì)算公式為：
目前常用的是通過(guò) IP 地址和綁定計(jì)算機(jī)端口來(lái)劃分 模擬量點(diǎn)數(shù)X17+開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)X17 X100%W2
100000000（100M）
VLAN。通過(guò)IP地址來(lái)劃分VLAN，我們?cè)谳o助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)中一
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182企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2015年第24期
和農(nóng)村存在的主要差距，公共文化服務(wù)是其中薄弱的一環(huán)。加快
特色文化 說(shuō)鼓子 15.2% 55.4% 29.4%
推進(jìn)農(nóng)村公共文化服務(wù)均等化，保障農(nóng)民文化權(quán)益，讓優(yōu)質(zhì)的公 下鄉(xiāng)文化 科普宣講 21.5% 39.7% 38.8%
影視下鄉(xiāng) 7.5% 52.9% 39.7%
共文化資源“動(dòng)”起來(lái)，縮小農(nóng)村與城市地區(qū)在文化方面的差距。 文藝演出 18.7% 47.0% 34.3%
（二）加快農(nóng)村公共文化服務(wù)均等化是維護(hù)農(nóng)民文化權(quán)益 三、推動(dòng)農(nóng)村公共文化服務(wù)均等化的路徑
的需要。《經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化權(quán)利國(guó)際公約》規(guī)定保障公民享有文 （一）大力發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用。提供公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施、
化生活權(quán)。公共文化服務(wù)產(chǎn)品應(yīng)該惠及全體公民。[1]黨的十八大 公共產(chǎn)品和服務(wù)本就是政府的職能之一，政府是農(nóng)村公共文化
報(bào)告提出，文化是民族的血脈，是人民的精神家園，全面建成小 建設(shè)的重要支撐。[3]面臨改革深化和全面轉(zhuǎn)型的新時(shí)期，政府
康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興，必須推動(dòng)社會(huì)主義文化大發(fā) 要一方面加大農(nóng)村公共文化服務(wù)的物質(zhì)供給，加快松滋市農(nóng)村
展大繁榮。 地區(qū)農(nóng)家書(shū)屋、文化活動(dòng)中心和運(yùn)動(dòng)健身場(chǎng)所的建設(shè)，并積極配
（三）加快農(nóng)村公共文化服務(wù)均等化是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng) 套相應(yīng)的文化產(chǎn)品。另一方面，除了物質(zhì)供給之外，還要加快制
村的需要。公共文化服務(wù)是社會(huì)主義建設(shè)重要組成部分，2005 度供給的構(gòu)建。
年，中共中央提出了“生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)風(fēng)文明、管理民主” （二）加快發(fā)揮農(nóng)民的主體作用。農(nóng)民作為農(nóng)村公共文化服
的社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)二十字方針，隨后在全國(guó)推廣美麗鄉(xiāng)村 務(wù)的建設(shè)者和消費(fèi)者，其主體作用能否發(fā)揮是農(nóng)村公共文化服
建設(shè)，農(nóng)村的文化建設(shè)伴隨著這一系列方針政策提上日程，成為 務(wù)均等化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素。農(nóng)村公共文化服務(wù)是提供給廣大農(nóng)
考核的重要依據(jù)。 民的服務(wù)，要從廣大農(nóng)民的實(shí)際需求出發(fā)。
二、松滋市公共文化服務(wù)非均等化發(fā)展的現(xiàn)狀 （三）積極引導(dǎo)市場(chǎng)發(fā)揮補(bǔ)充作用。在農(nóng)村公共文化服務(wù)均
（一）文化設(shè)施的覆蓋面略低。松滋市農(nóng)村村落大多很分 等化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中引入市場(chǎng)機(jī)制，為農(nóng)村文化服務(wù)注入新的活
散，集中建設(shè)公共文化服務(wù)設(shè)施的難度較大。由于管理和服務(wù) 力。通過(guò)市場(chǎng)，將傳統(tǒng)文化進(jìn)行包裝，加快本土文化“走出去”，
的落后，一些公共文化服務(wù)設(shè)施并未發(fā)揮其功能而閑置。 可以提供農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。本土的文化市場(chǎng)引入外來(lái)優(yōu)秀的文
（二）農(nóng)民參與文化活動(dòng)的積極性較低。經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層 化，是一種有益的補(bǔ)充。
建筑，文化屬于高層次消費(fèi)，農(nóng)民由于經(jīng)濟(jì)水平、文化程度、知識(shí) （四）加快農(nóng)村公共文化服務(wù)均等化體制機(jī)制建設(shè)。改變農(nóng)
背景的差異，對(duì)公共文化服務(wù)活動(dòng)的參與積極性不高，一些貧困 村文化建設(shè)分屬于多個(gè)行政主體（部門(mén)）的現(xiàn)狀，成立農(nóng)村公共
戶(hù)、農(nóng)民工的文化權(quán)益得不到相應(yīng)的保護(hù)。 文化服務(wù)均等化推進(jìn)小組，推進(jìn)農(nóng)村文化均等化的推進(jìn)工作。
表1 松滋市農(nóng)村公共文化服務(wù)活動(dòng)參與度 同時(shí)，建立重效果、輕形式的管理與評(píng)估評(píng)價(jià)機(jī)制。建立財(cái)政保
公共文化 經(jīng)常 偶爾 很少 障體系，為公共文化服務(wù)均等化提供強(qiáng)力支撐。
民辦文化 文化活動(dòng)中心 20.6% 39.7% 39.7%
參考文獻(xiàn)：
農(nóng)家書(shū)屋 11.1% 45.4% 43.5%
民間劇團(tuán) 12.3% 49.6% 38.1% [1]周小霞.農(nóng)村公共文化建設(shè)的主體及功能，學(xué)術(shù)園地，2012.11
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那么，本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的W2計(jì)算公式如下： 網(wǎng)系統(tǒng)配置5臺(tái)客戶(hù)端也是目前我所做過(guò)的最高配置，一般所
配置的客戶(hù)端都小于5臺(tái)，那么，通訊負(fù)荷也會(huì)小于上述計(jì)算
（100+1500+200+100+180+300+300）X17X16+
[ ]
W2=（3000+4000+1000+1300+280+2700+4400）X17X16 中得出的值。由此可見(jiàn)，輔網(wǎng)系統(tǒng)按照此種設(shè)計(jì)方案是完全滿(mǎn)
100000000（100M） 足正常生產(chǎn)需要的。
X100%=5.26592% 另外，輔助車(chē)間網(wǎng)絡(luò)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備類(lèi)型比較多，因此
綜上所述，由于輔網(wǎng)系統(tǒng)共包含5臺(tái)客戶(hù)端，所以當(dāng)所有
在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候還要注意網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備類(lèi)型，比如雙星型網(wǎng)
所據(jù)點(diǎn)同時(shí)通訊時(shí)輔網(wǎng)系統(tǒng)中的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷值W=W1+5X
絡(luò)中需要接入單網(wǎng)設(shè)備，就需要交換機(jī)支持生成樹(shù)協(xié)議，或者
W2=26.3892%。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷大于36%時(shí)網(wǎng)絡(luò)就