基于一體化平臺的可組態設備智能聯動研究

宋雨航，何建鋒，謝鳳祥

（國家能源集團大渡河大崗山水電開發有限公司，四川省雅安市 625409）

0 引言

隨著全球工業改革、推動技術和產業變革，互聯網及先進信息技術與能源行業融合[1]，電力行業設備聯動需求日益增強。原始各子系統由于接口標準不統一、通信協議不同等諸多問題制約，只能單獨自動化工作，形成信息孤島[2]，子系統的增多也加重了管理的復雜性。隨著大崗山水電站智慧電廠[3]建設的推進，匯聚所有生產管理數據，打通各子系統之間的壁壘，統一數據編碼規則，按照“標準化”存儲數據，為可組態設備智能聯動提供基礎。

1 總體框架及聯動原理

1.1 總體框架

可組態設備智能聯動由聯動策略、通信服務和數據庫三大部分組成，如圖1所示。聯動策略是聯系現場實際工作和可能出現的事故情況制定的方案，形成策略表，記錄聯動記錄，發送控制指令；通信服務包括門禁服務、監控系統IMC和NC 3.0、通風服務和工業電視，傳輸數據和接受控制指令，動作設備；數據庫從數據入庫工具中獲取聯動記錄和讀取通風數據，存入數據庫供歷史查詢。

圖1 可組態設備智能聯動框架圖Fig.1 Configurable device intelligent linkage framework

1.2 聯動原理

可組態設備智能聯動依托于大崗山水電站設備一體化智能管控平臺，子系統發送心跳信號和控制信號，通信服務將接收到的信號封裝存入緩存供服務器緩存Memcached中的IodeDao調用[4]，聯動策略表讀取解析聯動配置策略；發出啟動策略掃描服務指令同時匹配緩存數據，根據信號狀態條件存入下發緩存ControldefDao中，供控制信號使用，下發動作指令，完成整個聯動過程。

2 聯動策略

2.1 工業電視系統與監控系統聯動策略

2.1.1 與監控系統重要操作信號聯動

聯動服務器與監控系統通信，接受來自監控系統的報警信號、流程啟動信號，能自動將畫面切換推送至顯示終端，并發出報警信息。

監控子系統在重要操作信號動作時發出聯動信號，如1號機組開機流程，安全Ⅰ區聯動服務器在收到通知后根據預設的聯動策略啟動聯動流程，Ⅲ區工業電視子系統通過服務接口轉動攝像頭聚焦至1號機組水車室、1號機組GCB、1號機組發電機層、1號機組技術供水室、1號機組調速器油壓裝置等畫面預設位置并進行錄像。畫面顯示在重要操作聯動顯示區1和2上，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至流程結束。

2.1.2 與監控系統事故信號聯動

監控子系統在事故信號動作時發出聯動信號，如1號機組一般電氣事故動作，安全Ⅰ區聯動服務器在收到通知后根據預設的聯動策略啟動聯動流程，Ⅲ區工業電視子系統通過服務接口轉動攝像頭聚焦至1號機組水車室、1號機組GCB、1號機組發電機層、1號機組技術供水室、1號機組調速器油壓裝置等畫面預設位置并進行錄像。Ⅲ區門禁系統自動打開相關地點門禁，以節約事故處理時間，提高效率。發送OnCall報警信息至相關人員組（發送人員、信息內容）。

畫面顯示在事故聯動顯示區1和2上，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至事故處理結束。事故聯動流程圖如圖2所示。

圖2 監控系統一般事故信號動作聯動Fig.2 Monitoring system general accident signal action linkage

2.2 工業電視系統與門禁系統聯動策略

聯動服務器與門禁安防系統通信，實現對門點異常情況的圖像抓拍、監視功能。當門禁安防系統發出報警或接收到現地有人員出入刷卡時，工業電視系統啟動現場附近攝像機，自動將畫面切換至人員活動區域或報警區域。

2.2.1 與廠房門禁系統信號聯動

工業電視與門禁系統部署在安全Ⅲ區，聯動服務器與門禁安防系統通信，實現對門點異常情況的圖像抓拍、監視功能。當門禁安防系統發出報警或接收到現地有人員出入刷卡時，工業電視系統啟動現場附近攝像機，自動將畫面切換至人員活動區域或報警區域。

畫面顯示在門禁聯動顯示區，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至事故處理結束。

2.2.2 與周界報警信號聯動

工業電視與門禁系統部署在安全Ⅲ區，聯動服務器與門禁安防系統通信，實現對門點異常情況的圖像抓拍、監視功能。當門禁安防系統發出報警或接收到現地有人員出入時，工業電視系統啟動現場附近攝像機，自動將畫面切換至人員活動區域或報警區域。

畫面顯示在門禁聯動顯示區，一副畫面顯示20s后按照攝像機編號從小至大輪換，所有攝像頭輪換結束后重新開始，直至報警消失。

2.3 監控系統與通風系統聯動策略

聯動服務器與設備一體化管控平臺通信，獲取通風控制系統信息，監視通風設備運行狀態和報警信息。上位機可以單點啟動或關閉風機也可以根據現場實際情況自動啟動或關閉風機。例如：當檢測到GIS室六氟化硫濃度超標或者GIS室門禁開啟，自動啟動GIS室風機。

2.4 監控系統與振擺在線檢測系統聯動策略

聯動服務器與計算機監控系統通信，獲取振擺在線監測系統信息，采集機組運行狀態和報警信息，并生成報表和曲線。當振擺在線監測系統報警時，監控系統的報警信號通過聯動服務器傳送到設備一體化管控平臺，后者根據聯動策略從后臺數據庫調出振擺相關的報表和曲線顯示在智能一體化管控平臺的前臺Web上，可供工作人員查看。

2.5 監控系統、消防系統、通風系統、工業電視、門禁系統聯動策略

聯動服務器與計算機監控系統通信，采集消防系統各部位火災報警信號，以及雨淋閥、氣體滅火裝置等滅火設備的運行狀態信號和報警信號。當發生火災時監控系統發出告警信號、工業電視自動巡視相關區域，關閉送風機、開啟排煙風機、關閉防火閥。聯動服務器與門禁及安防系統通信，當發生火災并得到確認后，可在管理工作站或管理工作子站上控制打開需要開啟的通道門以供逃生，也可自動打開所有事先設置好的門（如各層消防通道門）。

3 現場應用情況

將大崗山中控室大屏幕左側工業電視顯示區定為來聯動顯示區，右側定為日常顯示區，如圖3所示。

圖3 聯動顯示區分配Fig.3 Linkage display area allocation

根據工業電視聯動功能將聯動顯示區進行細化，分為事故聯動顯示區、重要操作聯動顯示區、告警信號聯動顯示區、門禁聯動顯示區、消防聯動顯示區，如圖4所示。若聯動畫面較多，則畫面顯示20s后自動切換。若無聯動信號動作，則顯示日常監視畫面。

優先級：當事故信號、重要操作信號、消防信號、門禁信號、五防操作信號同時聯動同一個攝像頭時，以事故信號、消防信號、重要操作信號、門禁信號的順序依次顯示。

圖4 聯動顯示區各屏幕細分Fig.4 Linkage display area screen subdivision

可組態設備智能聯動功能于2018年9月在大崗山水電站成功應用，充分將獨立子系統聯動，消除了信息孤島、獨立工作、管理復雜等問題，可追溯歷史故障情況，便于分析原因，提高了電站設備智能化水平和運維效率。

4 結束語

可組態設備智能聯動功能基于一體化平臺編程環境，將需要進行系統聯動的輸入輸出數據進行匯集，形成中心管理平臺，將監控系統、門禁系統、工業電視系統、消防系統等接入聯動服務器。相比以前各系統的單獨自動化工作，可組態設備智能聯動能夠打通不同系統之間的數據壁壘，統一不同系統之間的通信規約；能夠以多種途徑呈現結果，如工業電視墻、一體化平臺Web等。本文介紹的可組態設備智能聯動方案2018年9月在大崗山電廠成功實施，運行狀況良好，顯著提高了電站設備運維效率，具有良好的推廣應用前景。