辅助车间控制网络系统在电厂中的应用
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辅助车间控制网络系统在电厂中的应用
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企业导报 2015年第24期
辅助车间控制网络系统在电厂中的应用
许宝晶1 任 毅2
（1.陕西省电力技工学校，710100；2.西安航天自动化股份有限公司，710065）
摘 要：在当今能源（特别是煤矿资源等不可再生资源）紧缺的情况下，随着现在网络技术的发展以及电厂对于辅机系统（输
煤、化水、除灰渣等系统）效率、运行成本等等的要求越来越高，大多数电厂都会选择架设辅助车间控制网络系统，将整个辅机系统
的信息都集中起来，进行集中监控和数据分析，实时监控整个系统的运行情况，以便能更加及时的调整运行方案，达到经济、高效
运行的目的。
关键词：辅助车间控制网络；电厂；VLAN
目前辅助车间网络系统多以以太网为主，其中多以星形结 般采用端口绑定的方式来划分VLAN。通过对可网管交换机的
构为主，采用C/S架构；星形结构可以最大程度上减少单点故 管理，系统管理员可以方便的将任意一台网络设备划分到任意
障对整个系统的影响，适合规模比较大的网络采用，目前的 一个网络中，也可以共享到所有网络中，方便的控制客户端的
Internent就是采用星形结构的网络。辅助车间网络系统的控制 访问范围，使得网络也更加的安全。
采用集中控制方式，设置一个辅助车间网络系统集中控制点 辅助车间网络系统的网络负荷率是评价网络性能优劣的
（单元控制室内）。运行人员在单元控制室内通过操作员站实现 主要指标，下面我们通过计算的方式来对一个有7个子系统、5
辅助车间网络系统内各子系统内设备的启/停运行的控制、正 台客户端的辅网系统的性能进行一个大概的评估。
常运行的监视和调整以及设备运行异常与事故工况的处理，以 A、本辅网系统共包括7个子系统，具体的系统点数配置如
达到辅助车间网络系统的管理、控制一体化，为电厂减员增效 下：子系统1的点数配置为：开关量：3000点，模拟量：100点；
和提高整体效益创造条件。能够在单元控制室内的集中监控点 子系统2的点数配置为：开关量：4000点，模拟量：1500点；子
完成对所有辅机系统工艺设备的正常运行过程的集中监视和 系统3的点数配置为：开关量：1000点，模拟量：200点；子系统
控制，并实现人员通过SIS系统（厂级实时监控信息系统）可以 4的点数配置为：开关量：1300点，模拟量：100点；子系统5的
查阅辅控系统与SIS的连接并读取整个辅助车间网络系统的 点数配置为：开关量：280点，模拟量：180点；子系统6的点数
所有有用数据，从而实现电厂可以系统、集中的监控辅助车间 配置为：开关量：2700点，模拟量：300点；子系统7的点数配置
（系统）各工艺子系统的实时运行状况，获取历史数据，用于经 为：开关量：4400点，模拟量：300点。
济性计算分析。 B、假设辅网与所有子系统PLC通讯都采用MODBUS协
在一个典型的网络中至少应该包含服务器和交换机，这两 议进行通讯，而采用MODBUS协议通讯时的通讯数据是按数
种设备一起构成了网络的核心。 据位来传送，因此上层网络设备（服务器）的与就地各子系统的
一、服务器的功能 通讯负荷计算方法为：
服务器一般需要完成的功能有：实时数据服务器功能：服 模拟量点数X16+开关量点数
X100%=W1
100000000（100M）
务器直接与各子系统的PLC控制器交换数据，同时缓存数据为
那么，本网络系统的W1计算公式如下：
众多客户端提供数据，减小控制器的负荷，使得网络中客户端
100X16+3000 1500X16+4000
的数量依赖于服务器的性能，增加客户端不会影响控制器的运 W1= （ + +
100000000（100M） 100000000（100M）
行，从而也更不会影响现场设备的正常运行。
200X16+1000 100X16+1300 180X16+280
+ + +
二、交换机的功能 100000000（100M） 100000000（100M） 100000000（100M）
在小规模网络中类似与集线器（HUB），负责提供各网络设 300X16+2700 300X16+4400
+ ）X100%=0.0596%
备间的数据转发功能。然而由于以太网的冲突检测机制，网络 100000000（100M） 100000000（100M）
上会有大量的广播信息。当广播信息多到一定程度后，会形成 C、对服务器来说，其通讯负荷除了与就地各子系统的理论
网络风暴，造成整个网络的瘫痪。也正式因为这个原因使得以 通讯负荷外还包括客户端系统与其通讯所造成的负荷，由于服
太网的传输效率实际上在36%以下，这个数据没有明确的概 务器与客户端之间的通讯是以IFIX为平台的，而在IFIX中每
念，但是从网络上的资料上来说，多数人认定36%是以太网的 一个点都包含了16个需通讯的数据变量（例如A_*和F_*），
一个警戒应用率，超过这个数值，发生网络风暴的可能性会很 而这些变量中的每一个都是以模拟量的形式来传送的，也就是
大。因此我们需要在设计时合理规划网络容量的同时，也需要 说每个变量又包含了16位的数据，因此在通讯时，每台客户端
通过划分广播域来限定广播信息的范围，来提高网络利用率。 系统与服务器通讯时对网络所造成的负荷W2的计算公式为：
目前常用的是通过 IP 地址和绑定计算机端口来划分 模拟量点数X17+开关量点数X17 X100%W2
100000000（100M）
VLAN。通过IP地址来划分VLAN，我们在辅助车间网络中一
（下转第158页）
182企业导报 2015年第24期
和农村存在的主要差距，公共文化服务是其中薄弱的一环。加快
特色文化 说鼓子 15.2% 55.4% 29.4%
推进农村公共文化服务均等化，保障农民文化权益，让优质的公 下乡文化 科普宣讲 21.5% 39.7% 38.8%
影视下乡 7.5% 52.9% 39.7%
共文化资源“动”起来，缩小农村与城市地区在文化方面的差距。 文艺演出 18.7% 47.0% 34.3%
（二）加快农村公共文化服务均等化是维护农民文化权益 三、推动农村公共文化服务均等化的路径
的需要。《经济、社会、文化权利国际公约》规定保障公民享有文 （一）大力发挥政府的主导作用。提供公共服务基础设施、
化生活权。公共文化服务产品应该惠及全体公民。[1]党的十八大 公共产品和服务本就是政府的职能之一，政府是农村公共文化
报告提出，文化是民族的血脉，是人民的精神家园，全面建成小 建设的重要支撑。[3]面临改革深化和全面转型的新时期，政府
康社会，实现中华民族的伟大复兴，必须推动社会主义文化大发 要一方面加大农村公共文化服务的物质供给，加快松滋市农村
展大繁荣。 地区农家书屋、文化活动中心和运动健身场所的建设，并积极配
（三）加快农村公共文化服务均等化是建设社会主义新农 套相应的文化产品。另一方面，除了物质供给之外，还要加快制
村的需要。公共文化服务是社会主义建设重要组成部分，2005 度供给的构建。
年，中共中央提出了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、管理民主” （二）加快发挥农民的主体作用。农民作为农村公共文化服
的社会主义新农村建设二十字方针，随后在全国推广美丽乡村 务的建设者和消费者，其主体作用能否发挥是农村公共文化服
建设，农村的文化建设伴随着这一系列方针政策提上日程，成为 务均等化实现的关键因素。农村公共文化服务是提供给广大农
考核的重要依据。 民的服务，要从广大农民的实际需求出发。
二、松滋市公共文化服务非均等化发展的现状 （三）积极引导市场发挥补充作用。在农村公共文化服务均
（一）文化设施的覆盖面略低。松滋市农村村落大多很分 等化的实现过程中引入市场机制，为农村文化服务注入新的活
散，集中建设公共文化服务设施的难度较大。由于管理和服务 力。通过市场，将传统文化进行包装，加快本土文化“走出去”，
的落后，一些公共文化服务设施并未发挥其功能而闲置。 可以提供农民的经济收入。本土的文化市场引入外来优秀的文
（二）农民参与文化活动的积极性较低。经济基础决定上层 化，是一种有益的补充。
建筑，文化属于高层次消费，农民由于经济水平、文化程度、知识 （四）加快农村公共文化服务均等化体制机制建设。改变农
背景的差异，对公共文化服务活动的参与积极性不高，一些贫困 村文化建设分属于多个行政主体（部门）的现状，成立农村公共
户、农民工的文化权益得不到相应的保护。 文化服务均等化推进小组，推进农村文化均等化的推进工作。
表1 松滋市农村公共文化服务活动参与度 同时，建立重效果、轻形式的管理与评估评价机制。建立财政保
公共文化 经常 偶尔 很少 障体系，为公共文化服务均等化提供强力支撑。
民办文化 文化活动中心 20.6% 39.7% 39.7%
参考文献：
农家书屋 11.1% 45.4% 43.5%
民间剧团 12.3% 49.6% 38.1% [1]周小霞.农村公共文化建设的主体及功能，学术园地，2012.11
（上接第182页）
那么，本网络系统的W2计算公式如下： 网系统配置5台客户端也是目前我所做过的最高配置，一般所
配置的客户端都小于5台，那么，通讯负荷也会小于上述计算
（100+1500+200+100+180+300+300）X17X16+
[ ]
W2=（3000+4000+1000+1300+280+2700+4400）X17X16 中得出的值。由此可见，辅网系统按照此种设计方案是完全满
100000000（100M） 足正常生产需要的。
X100%=5.26592% 另外，辅助车间网络因为网络上的设备类型比较多，因此
综上所述，由于辅网系统共包含5台客户端，所以当所有
在设计网络的时候还要注意网络上的设备类型，比如双星型网
所据点同时通讯时辅网系统中的整个网络负荷值W=W1+5X
络中需要接入单网设备，就需要交换机支持生成树协议，或者
W2=26.3892%。在网络系统中，当网络负荷大于36%时网络就
辅助车间控制网络系统在电厂中的应用
许宝晶1 任 毅2
（1.陕西省电力技工学校，710100；2.西安航天自动化股份有限公司，710065）
摘 要：在当今能源（特别是煤矿资源等不可再生资源）紧缺的情况下，随着现在网络技术的发展以及电厂对于辅机系统（输
煤、化水、除灰渣等系统）效率、运行成本等等的要求越来越高，大多数电厂都会选择架设辅助车间控制网络系统，将整个辅机系统
的信息都集中起来，进行集中监控和数据分析，实时监控整个系统的运行情况，以便能更加及时的调整运行方案，达到经济、高效
运行的目的。
关键词：辅助车间控制网络；电厂；VLAN
目前辅助车间网络系统多以以太网为主，其中多以星形结 般采用端口绑定的方式来划分VLAN。通过对可网管交换机的
构为主，采用C/S架构；星形结构可以最大程度上减少单点故 管理，系统管理员可以方便的将任意一台网络设备划分到任意
障对整个系统的影响，适合规模比较大的网络采用，目前的 一个网络中，也可以共享到所有网络中，方便的控制客户端的
Internent就是采用星形结构的网络。辅助车间网络系统的控制 访问范围，使得网络也更加的安全。
采用集中控制方式，设置一个辅助车间网络系统集中控制点 辅助车间网络系统的网络负荷率是评价网络性能优劣的
（单元控制室内）。运行人员在单元控制室内通过操作员站实现 主要指标，下面我们通过计算的方式来对一个有7个子系统、5
辅助车间网络系统内各子系统内设备的启/停运行的控制、正 台客户端的辅网系统的性能进行一个大概的评估。
常运行的监视和调整以及设备运行异常与事故工况的处理，以 A、本辅网系统共包括7个子系统，具体的系统点数配置如
达到辅助车间网络系统的管理、控制一体化，为电厂减员增效 下：子系统1的点数配置为：开关量：3000点，模拟量：100点；
和提高整体效益创造条件。能够在单元控制室内的集中监控点 子系统2的点数配置为：开关量：4000点，模拟量：1500点；子
完成对所有辅机系统工艺设备的正常运行过程的集中监视和 系统3的点数配置为：开关量：1000点，模拟量：200点；子系统
控制，并实现人员通过SIS系统（厂级实时监控信息系统）可以 4的点数配置为：开关量：1300点，模拟量：100点；子系统5的
查阅辅控系统与SIS的连接并读取整个辅助车间网络系统的 点数配置为：开关量：280点，模拟量：180点；子系统6的点数
所有有用数据，从而实现电厂可以系统、集中的监控辅助车间 配置为：开关量：2700点，模拟量：300点；子系统7的点数配置
（系统）各工艺子系统的实时运行状况，获取历史数据，用于经 为：开关量：4400点，模拟量：300点。
济性计算分析。 B、假设辅网与所有子系统PLC通讯都采用MODBUS协
在一个典型的网络中至少应该包含服务器和交换机，这两 议进行通讯，而采用MODBUS协议通讯时的通讯数据是按数
种设备一起构成了网络的核心。 据位来传送，因此上层网络设备（服务器）的与就地各子系统的
一、服务器的功能 通讯负荷计算方法为：
服务器一般需要完成的功能有：实时数据服务器功能：服 模拟量点数X16+开关量点数
X100%=W1
100000000（100M）
务器直接与各子系统的PLC控制器交换数据，同时缓存数据为
那么，本网络系统的W1计算公式如下：
众多客户端提供数据，减小控制器的负荷，使得网络中客户端
100X16+3000 1500X16+4000
的数量依赖于服务器的性能，增加客户端不会影响控制器的运 W1= （ + +
100000000（100M） 100000000（100M）
行，从而也更不会影响现场设备的正常运行。
200X16+1000 100X16+1300 180X16+280
+ + +
二、交换机的功能 100000000（100M） 100000000（100M） 100000000（100M）
在小规模网络中类似与集线器（HUB），负责提供各网络设 300X16+2700 300X16+4400
+ ）X100%=0.0596%
备间的数据转发功能。然而由于以太网的冲突检测机制，网络 100000000（100M） 100000000（100M）
上会有大量的广播信息。当广播信息多到一定程度后，会形成 C、对服务器来说，其通讯负荷除了与就地各子系统的理论
网络风暴，造成整个网络的瘫痪。也正式因为这个原因使得以 通讯负荷外还包括客户端系统与其通讯所造成的负荷，由于服
太网的传输效率实际上在36%以下，这个数据没有明确的概 务器与客户端之间的通讯是以IFIX为平台的，而在IFIX中每
念，但是从网络上的资料上来说，多数人认定36%是以太网的 一个点都包含了16个需通讯的数据变量（例如A_*和F_*），
一个警戒应用率，超过这个数值，发生网络风暴的可能性会很 而这些变量中的每一个都是以模拟量的形式来传送的，也就是
大。因此我们需要在设计时合理规划网络容量的同时，也需要 说每个变量又包含了16位的数据，因此在通讯时，每台客户端
通过划分广播域来限定广播信息的范围，来提高网络利用率。 系统与服务器通讯时对网络所造成的负荷W2的计算公式为：
目前常用的是通过 IP 地址和绑定计算机端口来划分 模拟量点数X17+开关量点数X17 X100%W2
100000000（100M）
VLAN。通过IP地址来划分VLAN，我们在辅助车间网络中一
（下转第158页）
182企业导报 2015年第24期
和农村存在的主要差距，公共文化服务是其中薄弱的一环。加快
特色文化 说鼓子 15.2% 55.4% 29.4%
推进农村公共文化服务均等化，保障农民文化权益，让优质的公 下乡文化 科普宣讲 21.5% 39.7% 38.8%
影视下乡 7.5% 52.9% 39.7%
共文化资源“动”起来，缩小农村与城市地区在文化方面的差距。 文艺演出 18.7% 47.0% 34.3%
（二）加快农村公共文化服务均等化是维护农民文化权益 三、推动农村公共文化服务均等化的路径
的需要。《经济、社会、文化权利国际公约》规定保障公民享有文 （一）大力发挥政府的主导作用。提供公共服务基础设施、
化生活权。公共文化服务产品应该惠及全体公民。[1]党的十八大 公共产品和服务本就是政府的职能之一，政府是农村公共文化
报告提出，文化是民族的血脉，是人民的精神家园，全面建成小 建设的重要支撑。[3]面临改革深化和全面转型的新时期，政府
康社会，实现中华民族的伟大复兴，必须推动社会主义文化大发 要一方面加大农村公共文化服务的物质供给，加快松滋市农村
展大繁荣。 地区农家书屋、文化活动中心和运动健身场所的建设，并积极配
（三）加快农村公共文化服务均等化是建设社会主义新农 套相应的文化产品。另一方面，除了物质供给之外，还要加快制
村的需要。公共文化服务是社会主义建设重要组成部分，2005 度供给的构建。
年，中共中央提出了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、管理民主” （二）加快发挥农民的主体作用。农民作为农村公共文化服
的社会主义新农村建设二十字方针，随后在全国推广美丽乡村 务的建设者和消费者，其主体作用能否发挥是农村公共文化服
建设，农村的文化建设伴随着这一系列方针政策提上日程，成为 务均等化实现的关键因素。农村公共文化服务是提供给广大农
考核的重要依据。 民的服务，要从广大农民的实际需求出发。
二、松滋市公共文化服务非均等化发展的现状 （三）积极引导市场发挥补充作用。在农村公共文化服务均
（一）文化设施的覆盖面略低。松滋市农村村落大多很分 等化的实现过程中引入市场机制，为农村文化服务注入新的活
散，集中建设公共文化服务设施的难度较大。由于管理和服务 力。通过市场，将传统文化进行包装，加快本土文化“走出去”，
的落后，一些公共文化服务设施并未发挥其功能而闲置。 可以提供农民的经济收入。本土的文化市场引入外来优秀的文
（二）农民参与文化活动的积极性较低。经济基础决定上层 化，是一种有益的补充。
建筑，文化属于高层次消费，农民由于经济水平、文化程度、知识 （四）加快农村公共文化服务均等化体制机制建设。改变农
背景的差异，对公共文化服务活动的参与积极性不高，一些贫困 村文化建设分属于多个行政主体（部门）的现状，成立农村公共
户、农民工的文化权益得不到相应的保护。 文化服务均等化推进小组，推进农村文化均等化的推进工作。
表1 松滋市农村公共文化服务活动参与度 同时，建立重效果、轻形式的管理与评估评价机制。建立财政保
公共文化 经常 偶尔 很少 障体系，为公共文化服务均等化提供强力支撑。
民办文化 文化活动中心 20.6% 39.7% 39.7%
参考文献：
农家书屋 11.1% 45.4% 43.5%
民间剧团 12.3% 49.6% 38.1% [1]周小霞.农村公共文化建设的主体及功能，学术园地，2012.11
（上接第182页）
那么，本网络系统的W2计算公式如下： 网系统配置5台客户端也是目前我所做过的最高配置，一般所
配置的客户端都小于5台，那么，通讯负荷也会小于上述计算
（100+1500+200+100+180+300+300）X17X16+
[ ]
W2=（3000+4000+1000+1300+280+2700+4400）X17X16 中得出的值。由此可见，辅网系统按照此种设计方案是完全满
100000000（100M） 足正常生产需要的。
X100%=5.26592% 另外，辅助车间网络因为网络上的设备类型比较多，因此
综上所述，由于辅网系统共包含5台客户端，所以当所有
在设计网络的时候还要注意网络上的设备类型，比如双星型网
所据点同时通讯时辅网系统中的整个网络负荷值W=W1+5X
络中需要接入单网设备，就需要交换机支持生成树协议，或者
W2=26.3892%。在网络系统中，当网络负荷大于36%时网络就
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