第一篇：水電廠數字化設備的通信運行狀況及特性分析

水電廠數字化設備的通信運行狀況及特性分析

目錄：

綜述

第一章 現地層數字化設備互聯通信 第一節 現地層互聯設備介紹 1 PLC介紹 1.1 PLC定義 1.2 PLC的特點 1.3 PLC的構成 1.4 PLC的通信聯網 水電廠常用智能通訊管理裝置介紹 2.1 SJ-30智能通訊管理裝置 2.2 MB80 CPM418智能通訊管理裝置 2.2 BM85智能通訊管理裝置 智能通訊管理裝置與PLC的連接方式 3.1 串口方式 3.2 總線方式 4 現場智能設備介紹

第二節 現地層設備互聯接口介紹 1 現地層智能設備互聯常用通訊接口介紹 1.1 串口（RS232/RS422/RS485）1.2 MB+網絡 1.3 現場總線 1.4 以太網 現地層智能設備互聯常用標準通訊協議介紹 2.1 MODBUS規約

2.2 DL/645-1997規約 2.3 IEC-103規約 2.4 IEC-102規約 2.5 CDT規約 水電廠現地層控制系統常用PLC通訊接口介紹 3.1 RockwellAB 3.2 GE 3.3 西門子

3.4 施耐德（莫迪康）3.5 三菱

第三節 現地層智能設備互聯現狀分析 1 監控系統LCU內部設備的互聯

1.1 現地控制單元PLC介紹及其主CPU模件與其它模件的互聯1.2 與交流采樣裝置的互聯 1.3 與智能電度表的互聯 1.4 與測溫裝置的互聯 1.5 與觸摸屏的互聯 監控系統LCU與廠內其它二次設備的互聯 2.1 與調速器系統的互聯 2.2 與勵磁系統的互聯 2.3 與保護系統的互聯 2.4 與直流系統通訊 2.5 與輔機系統 2.6 與閘門系統 監控系統LCU之間的互聯

第四節 現地層智能設備互聯發展趨勢—現場總線的介紹 1 現場總線介紹 2 現場總線的技術特點 3 典型現場總線簡介

3.1 基金會現場總線 3.2 LonWorks 3.3 Profibus 3.4 CAN 3.5 HART 3.6 RS-485

第二章 廠站層數字化

第一節 上位機與現地控制單元（LCU）之間的互聯 1 上位機直接與LCU的PLC網絡模塊進行互聯

上位機與具有自主知識產權的MB80、MB60、MB40系列PLC模件互聯；

上位機與GE9070系列的PLC模件互聯；

上位機與施耐德的QUANTUM系列的PLC模件互聯； 上位機與西門子S7-400、S7-300系列PLC模件互聯；

上位機與UNITY系列 PLC模件互聯； 2 上位機通過串口與LCU的PLC互聯

上位機與具有自主知識產權的MB40、MB20系列PLC模件互聯； 上位機與GE9030的PLC模件互聯；

上位機與施耐德的COMPACT系列的PLC模件互聯； 上位機與西門子S7-300、S7-200系列PLC模件互聯 3上位機通過串口與LCU內其它設備互聯

上位機與智能交流采樣裝置互聯； 上位機與智能電度表的互聯； 上位機與智能測溫裝置互聯； 第二節 不同功能的上位機之間的互聯 1 典型的監控系統的網絡結構； 2 監控系統上位機內部互聯的協議； 3 典型的監控系統的軟件框架；

第三節 水電廠監控系統與廠內其它自動化系統的互聯

與MIS 與水情自動化

與辦公自動化 與工業電視系統 與電站能量計費系統 與電站五防系統

與狀態監測及故障診斷系統 與電站模擬屏 與電站保護管理系統 與安全穩定控制系統 與培訓仿真系統

第四節 監控系統與調度自動化系統之間的互聯

第三章 監控系統與集控中心系統的互聯通信

第一節 設計目標 第二節 設計原則 第三節 通道類型 第四節 互聯結構分類 不設站級計算機，各LCU直接受控于集控中心計算機監控系統的擴大廠站模式

1.1 工程概況 1.2 硬件配置 1.3 系統結構及特點 1.4.系統接口

1.5 集控中心功能設計

1.6 集控中心與梯級電站通訊方案 設立站級計算機，各LCU直接受控于集控中心計算機監控系統的模式

2.1 工程概況 2.2 硬件配置 2.3 系統結構及特點 2.4.系統接口

2.5 集控中心功能設計

2.6 集控中心與梯級電站通訊方案 集控中心監控系統與梯級電站監控系統站級計算機通信模式3.1 工程概況 3.2 硬件配置 3.3 系統結構及特點 3.4.系統接口

3.5 集控中心功能設計

3.6 集控中心與梯級電站通訊方案

第五節 集控中心計算機監控系統對外部通信接口 5

正文：

綜述

在水電廠內，按照公認的水電廠分層控制模型，水電廠的設備可分為四層，四層結構分別為：

。驅動層：為水電廠的分層控制中的最低層，與生產設備直接連接，用于監視和控制機組的各種驅動，如油泵、水泵、閥、斷路器等；

。功能組控制層：第二層，用于實現某一特定的功能的、一種自治性的自動控制子系統，例如調速器、勵磁調節器、同步并列、油壓裝置、水輪機壓氣排水等。機組控制層（或過程控制層）：第三層，包括機組各種運行工況的轉換、功率調整、數據采集和處理、運行參數的監測和報警、與上一層的信息交換等。電廠控制層：水電廠控制系統中的最高層，用于控制整個水電廠的運行。主要任務是協調控制水電廠中各機組的發電，通過機組控制層實現運行工況轉換、功率調整等操作；與上一級部門通信，上送電站的信息，接受下達的控制命令；與其他專系統的系統交換信息，例如水情測報系統、水工建筑物監測系統等。

隨著微處理器技術的發展和應用的普及，水電廠的各個層次都已大量使用基于微處理器的數字化設備來代替常規的、基于繼電器邏輯回路的控制設備，并取得了非常好的效果。大到電站的計算機監控系統、機組輔助及公用控制系統、勵磁調節器、調速器、繼電保護裝置、故障錄波裝置，小到同期裝置、電動機保護/驅動裝置、消諧裝置等，甚至是小小的傳感器、電表，都集成的有微處理器！數字化設備的廣泛使用，帶來的優點是顯而易見的，例如大幅度提高設備的可靠性和可擴展性，標準化生產，縮短設計、制造、調試、維護時間，降低使用成本和維護成本等。

數字化設備大量被采用并獲得廣泛認可的同時，用戶的期望也逐漸提高，新的需求產生了－即信息集成。由于各種數字化設備關心電力對象的不同方面、對電力對象有自己專門的建模方法，相互之間通信接口的不統一、數據交換難度大，使得各個應用系統在信息上成為相對孤立的“信息孤島”，不易與其他功能設備交換數據或在企業范圍內實現有效集成。

在電廠擁有者對現代化管理的認知、無人值班（少人值守）運行管理模式的逐步推廣、大型及特大型電站開工建設、流域梯級電站逐步試行集中遠控等新形式下，如何合理地劃分水電廠計算機監控系統的層次結構，如何安全、有序、合理地實現電站內部及梯級集控中心間多個系統的互聯通信、數據共享、信息整合，以實現水電廠的信息化，已成為提高電站的運行、管理水平亟待解決的問題之一。

對于水電廠數字化設備的通信和信息共享，目前國內暫無完整的、統一的規范和實施建議。部分系統內部及與相關外部系統之間，盡管也存在一些主流的通信規約，例如電站計算機監控系統對遠程控制中心、上級調度單位的計算機監控系統之間通信采用的IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-104、TASE-II、DL476等規約，計算機監控系統對調速器系統、勵磁系統、機組輔助設備、電站公用設備、首部啟閉機設備等控制系統采用的ModBus、ModBus Plus、ProfiBus、Control Net、CAN等，但是規約繁多，相同的標準在定義上也存在一定的差異，甚至大量的國內公司自行定義自己的通信接口規約，以至于在每個具體的工程均需花費大量的時間和費用來。

由于微處理器和通信領域的技術發展和廣泛應用，常規的基于繼電器的機組順控回路已完全被基于微處理器的PLC/LCU所取代，整個過程控制層和電廠控制層由功能越來越強大的計算機監控系統統一協調實施。在整個水電廠中，數字化設備之間的互聯主要是計算機監控系統和水電廠內其它數字化設備之間的互聯，除此之外，各數字化設備之間基本無此要求。在整個水電廠數字化設備互聯技術中，計算機監控系統是有其核心地位的。

在國內的水電廠計算機監控系統領域，南京南瑞自動控制有限公司有著絕對領先的優勢，我公司目前為國內？？個水電廠提供了水電廠計算機監控系統，為？？梯級水電站提供計算機監控系統，共有？？出口到世界各地。

監控系統與其它數字化設備的互聯過程中涉及這些內容：監控系統內部各層的通信規約，監控系統現地控制單元LCU對外部單功能裝置的通信狀況（例如勵磁調節器、調速器、繼電保護裝置、輔機及公用設備控制系統、啟閉機控制設備、直流系統、振動擺度裝置、交流采樣裝置、溫度巡檢裝置、），監控系統上位機對外部系統的通信狀況（例如電站能量計費系統、繼電保護及故障錄波信息管理系統、工業電視系統、消防監控系統、微機五防系統、MIS系統、水情測報/調度系 7 統等）；另一方面，互聯的通信規約包括Cdt, DL645,Modbus,CAN,IEC60870-5-103, IEC60870-5-101, IEC60870-5-104,通常規約所采用的接口形式也各不相同。

近幾年我公司生產的計算機監控系統中，絕大多數系統的通信都是與機組并網同步投運的，例如水電廠與上級部門之間的通信、LCU對外部單功能裝置的通信、上位機與部分外部系統的通信（例如繼電保護及故障錄波信息管理系統）；有一些通信，主要是上位機與外部系統的通信，是在電廠投產后隨著電廠的各個管理系統的建設逐步投入使用的。應該說，水電廠計算機監控系統的外部通信功能越來越完善，性能也越來越穩定，采用的通信規約也越來越標準，為創建數字化水電廠打下了良好的基礎。

第一章 現地層數字化設備互聯通信

早期水電廠計算機監控系統現地層LCU由于PLC不具備以太網接口，所以一般采用PLC+工控機的結構模式。PLC只負責數據采集和簡單處理，而工控機作為LCU的核心設備，負責與PLC、LCU內部智能設備以及廠內其它二次數字化設備進行串口通訊，采集相關數據，然后通過以太網與上位機系統互聯，同時工控機還兼作現地人機界面的接口設備。后來隨著PLC模件品種的豐富，以及其數據處理能力和接口功能越來越強大。目前現地層LCU采用PLC+觸摸屏+智能通訊管理裝置的結構模式。此模式是以PLC為核心進行數據采集、處理、直接以太網上送，觸摸屏作為現地數據顯示、操作的設備。常用的智能通訊管理裝置，如南瑞公司的SJ-30、施耐德的BM85等都屬于智能可編程通訊管理裝置，用于連接現地層的數字化設備。第一節 現地層互聯設備介紹

近年來，隨著自動化系統的興起，可編程控制器(PLC)和現場總線在工業控制中得到了廣泛的應用。在自動化系統中，一般利用PLC的高可靠性、模塊化結構以及編程簡單等特點，將其作為下位機完成實時采集和控制任務；利用現場總線系統的開放性、互用性以及系統結構的高度分散性來構筑自動化領域的開放互連系統，控制系統中的主從站結構是經常用到的通訊方式。

下面對現地層互聯設備分別進行介紹。1 PLC介紹 1.1 PLC定義

可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。” 1.2 PLC的特點

PLC具有可靠性高，抗干擾能力強；配套齊全，功能完善，適用性強；易學易 9 用，深受工程技術人員歡迎；系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造；體積小，重量輕，能耗低等特點。目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業。用于開關量的邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程控制、數據處理、通信及聯網。1.3 PLC的構成

從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。1.4 PLC的通信聯網

依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出“網絡就是控制器”的觀點說法。PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口，還有一些內置有支持各自通信協議的接口。PLC的通信現在主要采用通過多點接口（MPI）的數據通訊、PROFIBUS 或工業以太網進行聯網。水電廠常用智能通訊管理裝置介紹 2.1 SJ-30智能通訊管理裝置

SJ-30 通訊管理裝置是由南瑞自控公司自主研發生產的，目前廣泛用于電力系統，特別是水電廠自動化控制。SJ-30采用高度集成的工業級PC/104 嵌入式控制PC 為核心部件，并具有8 個獨立的標準串行接口、一個CAN 現場總線接口和一個以太網接口，主要用于完成現地智能控制設備（LCU）和多個現地功能子設備之間的數據通訊功能，并能靈活應用于計算機監控系統中的其它數據通訊環節，可以實現RS232/CAN/Ethernet 異網間通訊連接，有效滿足計算機監控系統中的不同需求。

SJ-30 通訊管理裝置主要是作為現地控制單元（LCU）的通訊擴展模件，實現LCU 和多個現地通訊設備聯系的專用裝置。該裝置每個串行通訊口（COMX）均支 10 持用戶獨立編程，實現“客戶化”定制。該裝置各個通訊口通過內置精小的數據庫共享數據，任一個通訊口（COMX 串行口 / CAN 現場總線接口 / ETH 以太網接口）均能擔當聯入上級系統或與下級設備通訊的功能，可以方便的進行組合，這給工程實際應用帶來了極大的靈活性。

一般情況下，RS232 串行接口用于聯接PLC 設備和掛接現地通訊子設備，CAN 接口用于聯接南瑞公司SJ-600 系列智能裝置，以太網接口用于聯接上位機工作站，各種標準方式均能滿足數據快速可靠通訊的要求。

SJ-30 通訊管理裝置的網絡接口同時也是組態調試接口，下載組態配置、調試通訊程序需通過以太網絡連接進行。2.2 MB80 CPM418智能通訊管理裝置

串口通訊模塊MB80 CPM 418 用于MB80 PLC 和現地其它智能設備的通訊，很好地解決了傳統現地控制裝置通訊功能弱的問題。其主要特點有：獨立完成串口通訊任務，與CPU 僅完成數據交換，不占用CPU 資源；與CPU 模塊的數據交換單獨使用一路CAN 網，與I/O 模塊的CAN 網分離，減輕CAN 網通訊的負擔；具有Watchdog 功能，故障情況下能夠自動復位并重新啟動；硬件無需設置，啟動后CPU 模塊自動對其加載程序。

可自由配置串口通訊模件。每個串口通訊模件提供8個串口，每個串口均支持RS-232/RS-485接口標準，并且全部支持可編程方式。2.2 BM85智能通訊管理裝置

BM85有可編程模式和不可編程模式兩種，考慮到現場設備協議的不標準性，一般監控系統選用了可編程模式，型號為：BM85S485。BM85有兩個MB+ 通道（A和B通道），4個RS485口。BM85通過MB+ 通道和網絡上的PLC及上位機通訊，通過RS485口和RS485設備通訊。

現場RS485設備采用Modbus協議與BM85進行通信，BM85處理Modbus與MB+協議之間的轉換，BM85與PLC采用MB+協議進行通信，通過協議轉換從而使RS485設備、BM85和PLC三者之間進行數據傳送。3 智能通訊管理裝置與PLC的連接方式 3.1 串口方式

串口連接方式如圖1-1，智能通訊管理裝置作為主站，PLC 設備作為從站，采 11 用MODBUS（RTU）或其它標準通訊規約，通過RS232 串行通道聯接PLC 設備。在雙PLC（雙機）的情況下，可任選兩個RS232 串行通道分別與主、從兩個PLC 通訊。

COM1COM1COM1串口RS232PLCPLC為單機智能通訊管理裝置PLC1串口RS232PLC為雙機機智能通訊管理裝置PLC2COM1COM2COM3COM4COM5COM6COM7COM8COM1COM2COM3COM4COM5COM6COM7COM8智能通訊管理裝置與PLC串口連接方式

圖1-1 3.2 總線方式

智能通訊管理裝置還可以通過總線方式與PLC 主CPU模件進行數據交換（如圖1-2）。如MB80系列的CPM模件通過背板單獨的一路CAN總線與CPU模件通訊，施耐德BM85裝置通過MB+網絡與CPU互聯，這種方式不占用智能通訊管理裝置的串口，節省資源且通訊速度快、實時性好。

MB80 MB80 背板CAN總線 CPUCPM418MB+網八串口板MB+ CPUBM85MB+COM2COM3COM4COM5COM6COM7COM8COM1COM2COM3COM4智能通訊管理裝置與PLC總線連接方式

圖1-2 4 現場智能設備介紹

現地層數字化設備的特點是以智能設備（如PLC、工業控制器等）為核心，對外提供了通訊接口或總線接口，能通過通訊的方式與外部設備進行數據交換。監控系統PLC就是數字化設備，LCU內的智能儀表如交流采樣裝置、電度表、溫度巡檢裝置等都是數字化設備,其它系統如調速器系統、勵磁系統、保護系統也都以數字化設備為核心。

第二節 現地層設備互聯接口介紹

下面介紹現地層設備互聯常用的通訊接口和通訊協議，以及水電廠現地層自動控制系統常用PLC的種類、通訊方式等。1 現地層智能設備互聯常用通訊接口介紹 1.1 串口（RS232/RS422/RS485）

所謂“串行通信”是指外設和計算機間使用一根數據信號線(另外需要地線,可能還需要控制線),數據在一根數據信號線上一位一位地進行傳輸，每一位數據都占據一個固定的時間長度。這種通信方式使用的數據線少，在遠距離通信中可以節約通信成本，當然，其傳輸速度比并行傳輸慢。串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通行的端口，這些參數必須匹配：

a，波特率：這是一個衡量通信速度的參數。它表示每秒鐘傳送的bit的個數。例如300波特表示每秒鐘發送300個bit。

b，數據位：這是衡量通信中實際數據位的參數。當計算機發送一個信息包，實際的數據不會是8位的，標準的值是5、7和8位。

c，停止位：用于表示單個包的最后一位。典型的值為1，1.5和2位。d，奇偶校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。串口通訊協議

RS-232是串行數據接口標準，最初都是由電子工業協會（EIA）制訂并發布的，RS-232在1962年發布，命名為EIA-232-E，作為工業標準，以保證不同廠家產品之間的兼容。RS-422由RS-232發展而來，它是為彌補RS-232之不足而提出的。為改進RS-232通信距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到4000英尺（速率低于100kb/s時），并允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規范，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應用范圍，EIA又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。由于EIA提出的建議標準都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業領域，仍然習慣將上述標準以RS作前綴稱謂。

在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。

RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分布式系統，其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。1.2 MB+網絡

MB+網是MODICON公司為其PLC系列產品開發的通訊網絡，它是一種協議體系結構。MB+網是一種工業局域網，遵循IEEE802．4局域網標準。在鏈路層，MB+網采用IEEE802.2邏輯鏈路控制協議和IEEE802.4令牌總線媒體訪問控制協議。在會話層、描述層，MB+網采用NetBIOS網絡編程接口。NetBIOS實際上介于會話層和描述層之間。

MB+網是Mod bus Plus網絡的簡稱，它是一個本地網絡，允許主計算機、可編程控制器和其他數據源以對等方式進行通信，適用于工業控制領域。MB＋網具有高速、對等通信結構簡單、安裝費用低等特點；其通信速度為1MBps，通信介質為雙絞線。MB+網的典型應用主要包括網絡控制、數據采集、信號監測、程序上裝/下傳、遠程測試編程等。

標準MB＋網最多可支持32個對等節點，通信距離為457.2m(1500英尺)。一個MB＋網可以分成一個或多個段，段與段之間用RR85中繼器連接。一個MB+網最多可以使用3個RR85，使網絡最大擴展到64個節點1828.8m 6000英尺通信距離。當應用中需要訪問多于64個節點或通信距離大于1828.8m時，使用BP85網橋將多個MB+網絡連接在一起。MB+網上的節點均為對等邏輯關系，通過獲得令牌來傳遞網絡信息。網絡中的每一個節點均分配有一個惟一的地址，一個節點擁有令牌就可以與所選的目標進行信息傳遞，或與網絡上所有節點交換信息。

MB+網的網絡介質是一根屏蔽雙絞線，將各節點鏈式聯接到MB＋網上。與電纜連接的專用插頭可插進每個節點的9針Mod bus Plus口上，在一個網絡的兩端節點，使用專用的終端插頭，在其余中間節點使用專用的在線插頭。MB+網的構成部件主要包括可編程控制器（PLC）、RR85中繼器、BP85網橋、BM85網橋多路器等。可編程控制器（PLC）作為MB+網的節點部件，也是MB+網的關鍵部件。1.3 現場總線

現場總線控制是工業設備自動化控制的一種計算機局域網絡。它是依靠具有檢 14 測、控制、通信能力的微處理芯片，數字化儀表（設備）在現場實現徹底分散控制，并以這些現場分散的測量，控制設備單個點作為網絡節點，將這些點以總線形式連接起來，形成一個現場總線控制系統。它是屬于最底層的網絡系統，是網絡集成式全分布控制系統，它將原來集散型的DCS系統現場控制機的功能，全部分散在各個網絡節點處。為此，可以將原來封閉、專用的系統變成開放、標準的系統。使得不同制造商的產品可以互連，大大簡化系統結構，降低成本，更好滿足了實事性要求，提高了系統運行的可靠性。

由于現場總線技術是監控系統現地層設備互聯發展的趨勢，所以關于現場總線的詳細介紹參見“現地層設備互聯的發展趨勢”一節。1.4 以太網

以太網技術目前在控制系統現地層設備互聯應用還比較少。IEC61158的目標是制定面向整個工業自動化的現場總線標準。經過十幾年的努力，1998年，對IEC 61158(TS)進行投票。由于IEC 61158(TS)只包含了Process Control部分，因此，IEC 61158(TS)沒有通過投票，自動化行業期待了十多年的統一的現場總線技術標準的努力失敗。

IEC61158制定統一的現場總線技術標準努力的失敗，使一部分人自然轉向了在IT行業已經獲得成功的以太網技術。因此，現場總線標準之爭，給了以太網進入自動化領域一個難得的機會。積極推進這種技術概念的如法國施耐德公司，面向工廠自動化提出了基于以太網+TCP/IP的解決方案，稱之為“透明工廠”。望文生義可以理解為：“協議規范統一，信息透明存取”。施耐德公司是將以太網技術引入工廠設備底層，廣泛取代現有現場總線技術的積極倡導者和實踐者，已有一批工業級產品問世和實際應用。

在設備層，在沒有嚴格的時間要求條件下，以太網也可以有部分市場。在以太網能夠真正解決實時性和確定性問題之前，大部分現場層仍然會首選現場總線技術。現地層智能設備互聯常用標準通訊協議介紹 2.1 MODBUS規約

ModBus RTU通訊協定是Modicon公司的注冊商標。采用主從問答方式工作，其規范已在國際互聯網上公布，是目前國際智能化儀表普遍采用的主流通訊協定 15 之一。目前，國內許多生產商已在他們的產品和體系中遵照該協定尺度。該協定有兩種傳輸模式即RTU模式和ASCII模式。其中RTU模式信息幀中的8位數據包孕兩個4位16進制字符，相對于ASCII模式，RTU模式表達相同的信息須要較少的位數，且在相同通訊速率下具有更大的數據流量。因此通常情況下，一般工業智能儀器儀表都是采用RTU模式的Modbus規約。

通信使用主—從技術，即僅一設備（主設備）能初始化傳輸（查詢）。其它設備（從設備）根據主設備查詢提供的數據作出相應反應。典型的主設備：主機和可編程儀表。典型的從設備：可編程控制器。主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應。Modbus協議建立了主設備查詢的格式：設備（或廣播）地址、功能代碼、所有要發送的數據、一錯誤檢測域。

MODBUS協議是一種簡明的并且應用相當普及的POLLING協議。缺點是實時性不高。在RTU傳輸模式下，MODBUS協議的幀結構主要有兩種，一種是固定幀，包括主站的讀操作和寫操作；另一種是可變幀，主要是子站的響應幀。每一數據幀均包含以下四個部分：地址區；功能碼區；數據區；校驗碼區。MODBUS協議適用于主站與多個子站采用主從通信模式進行串行通信。每個信息幀中最多可包含255個字節。

2.2 DL/645-1997規約

此標準適用于本地系統中多功能電能表與手持單元（HHU）或其它數據終端設備進行點對點的或一主多從的數據交換方式，規定了它們之間的物理連接、通信鏈路及應用技術規范。

物理接口有接觸式光學接口、調制型紅外光接口、RS-485標準串行電氣接口。與監控系統通信一般采用RS-485標準串行電氣接口，使多點連接成為可能。

在鏈路層，本協議為主從結構的半雙工通信方式。手持單元或其它數據終端為主站，電度表為從站。每個電度表均有各自的地址編碼。通信鏈路的建立與解除均由主站發出的信息幀控制。2.3 IEC-103規約

IEC60870－5－103標準為繼電保護設備（智能電子設備（IED）或間隔單元）信息接口配套標準。此標準規定，在變電站自動化系統中物理層應采用光纖傳輸系統和／或RS485總線系統。為了提高抗電磁干擾能力和傳輸距離，應采用光纖 傳輸系統，繼電保護設備（或間隔單元或IEDs）的接口必須是光纖連接器。作為上述光纖傳輸的一種變通，在控制系統和繼電保護設備或間隔單元之間可以采用基于雙絞線的傳輸系統。此種傳輸系統應符合EIARS485標準。

EIA RS485總線是世界上廣泛使用的用于雙向和平衡傳輸的電氣接口通信標準。此標準是工業多站系統需要的，為長距離傳輸數據而開發的總線網絡。它抗干擾能力強，數據傳輸速率快，價格低廉，維護成本低，能實現多站、遠距離通信。目前已廣泛用于工業控制系統。抗干擾能力強、傳輸線采用雙絞線、傳輸距離遠、能連接32個單元設備、數據傳輸率高 2.4 IEC-102規約

電力系統中傳輸電能累計量的配套標準IEC60870-5-102（簡稱IEC102標準）是1996年由國際電工委員會在IEC60870-5系列標準基礎上編制的，它采用FT1.2異步式字節傳輸的幀格式，對物理層、鏈路層、應用層、用戶進程作了許多具體的規定和定義，適用于電力系統中電能量計量系統主站端與廠站端之間電能量信息的傳輸。為了規范我國電能量信息的遠方傳輸工作，做到與國際接軌，2000年，全國電力系統控制及其通信標準化技術委員會制定了《電力系統電能累計量傳輸配套標準》DL/T719—2000（idt IEC60870-5-102—1996）（簡稱電力102標準），該標準等同采用了IEC102標準。積極采用國家標準可以有效解決諸多由于采用設備廠商專用規約所帶來的問題，可使電力系統傳輸電能累計量的數據終端之間實現可互換性和可互操作性。

電力102標準與其他規約相比較，最大的優點是它是國際標準，是被國際上廣泛承認和采用的，可以免費使用，也很容易實現系統 的擴充和互操作，而其他規約則存在使用范圍的問題，系統適應性也較差。電力102標準目前存在的問題:一是通信回合比較多，比較繁瑣;二是報文利用率相對比較低。2.5 CDT規約

本標準規定了電網數據采集與監控系統中循環式遠動規約的功能、幀結構、信息字結構和傳輸規則等。適用于點對點的遠動通道結構及以循環字節同步方式傳送遠動設備與系統。還適用于調度所間以循環式遠動規約轉發實時信息的系統。

循環式遠動協議DL 451-91又稱為CDT協議，基本數據單元是信息字，每個信息字由一個功能碼字節、四個數據字節和一個校驗字節組成，其中，功能碼字節用于區分數據類別。CDT協議采用可變幀長度；遙測幀、遙信幀和電能脈沖幀循環傳送，重要遙測量（A幀）更新循環時間較短，電能脈沖量（D2幀）更新循環時間較 長；區分循環量、隨機量和插入量采用不同形式傳送信息。變位遙信、子站工作狀態變化信息插入傳送，遙控、升降命令的返送校核信息插入傳送；事件順序記錄（E幀）以幀插入方式傳送。

CDT協議采用全雙工通信方式。由于采用循環傳送方式，所以對遠動通道的要求不高；由于信息字中功能碼只占一個字節，因此其遠動信息表的容量有限，在有的應用中，采用了增加幀類別和取消信息字隨機插入的方法來擴充容量，但也降低了協議的通用性。水電廠現地層控制系統常用PLC通訊接口介紹

在水電廠自動化系統中，大部分系統都是以PLC為核心，但是各PLC通訊介質和通訊協議各不相同，下面將簡單介紹主要PLC的通訊介質和協議內容。3.1 RockwellAB Rockwell的PLC主要是包括PLC2、PLC3、PLC5、SLC500、ControlLogix等型號，PLC2和PLC3是早期型號，現在用的比較多的小型PLC是SLC500，中型的一般是ControlLogix，大型的用PLC5系列。

DF1協議是Rockwell各PLC都支持的通訊協議，DF1協議可以通過232或422等串口介質進行數據傳輸，也可以通過DH、DH+、DH485、ControlNet等網絡介質來傳輸。DF1協議的具體內容可以在AB的資料庫中下載。AB的PLC也提供了OPC和DDE，其集成的軟件中RSLogix中就包含DDE和OPC SERVER，可以通過上述軟件來進行數據通訊。

AB的中高檔的PLC還提供了高級語言編程功能，用戶還可以通過編程實現自己的通訊協議。3.2 GE GE現在在國內用的比較多的主要是90-70和90-30系列PLC，這兩款PLC都支持SNP協議，SNP協議在其PLC手冊中有協議的具體內容。現在GE的PLC也可以通過以太網鏈接，GE的以太網協議內容不對外公開，但GE提供了一個SDK開發包，可以基于該開發包通訊。3.3 西門子

西門子系列PLC主要包括其早期的S5和現在的S7-200、S7-300、S7-400等各型號PLC，早期的S5PLC支持的是3964R協議，但是因為現在在國內應用較少，除 18 極個別改造項目外，很少有與其進行數據通訊的。

S7-200是西門子小型PLC，因為其低廉的價格在國內得到了大規模的應用，支持MPI、PPI和自由通訊口協議。西門子300的PLC支持MPI，還可以通過PROFIBUS 和工業以太網總線系統和計算機進行通訊。如果要完成點對點通訊，可以使用CP340/341。

S7-400作為西門子的大型PLC，提供了相當完備的通訊功能。可以通過S7標準的MPI進行通訊，同時可以通過C-總線，PROFIBUS和工業以太網進行通訊。如果要使用點對點通訊，S7-400需要通過CP441通訊模塊。西門子的通訊協議沒有公開，包括紫金橋組態軟件在內許多組態軟件都支持MPI、PPI等通訊方式，PROFIBUS和工業以太網一般通過西門子的軟件進行數據通訊。3.4 施耐德（莫迪康）

施耐德的PLC型號比較多，在國內應用也比較多。其通訊方式主要是支持MODBUS和MODBUS PLUS兩種通訊協議。

MODBUS協議在工控行業得到了廣泛的應用，已不僅僅是一個PLC的通訊協議，在智能儀表，變頻器等許多智能設備都有相當廣泛的應用。MODBUS經過進一步發展，現在又有了MODBUS TCP方式，通過以太網方式進行傳輸，通訊速度更快。

MODBUS PLUS相對于MODBUS傳送速度更快，距離更遠，該通訊方式需要在計算機上安裝MODCON提供的SA85卡并需安裝該卡的驅動才可以進行通訊。

除了上述兩種方式之外，莫迪康的PLC還支持如TCP/IP以太網，Unitelway，FIPWAY，FIPIO，AS-I，Interbus-s等多種通訊方式。3.5 三菱

三菱PLC的小型PLC在國內的應用非常廣泛。三菱的PLC型號也比較多，主要包括FX系列，A系列和Q系列。三菱系列PLC通訊協議是比較多的，各系列都有自己的通訊協議。如FX系列中就包括通過編程口或232BD通訊，也可以通過485BD等方式通訊。其A系列和Q系列可以通過以太網通訊。當然，三菱的PLC還可以通過CC-LINK協議通訊。

第三節 現地層智能設備互聯現狀分析

下面從三個方面介紹目前現地層數字化設備互聯通信的狀況：監控系統LCU內 19 部設備的互聯；監控系統LCU與廠內其它二次設備的互聯；監控系統LCU之間的互聯。監控系統LCU內部設備的互聯

1.1 現地控制單元PLC介紹及其主CPU模件與其它模件的互聯

在傳統控制系統中，控制器（或稱CPU、或處理器）與I/O模塊及其它功能模塊、機架為同一系列產品，有一致的物理結構設計。典型的結構是I/O模塊及其它功能模塊通過機架背板上的總線（公司設計產品而自定義總線）連接。機架擴展也是自定義總線的擴展。這些產品的連接技術都是封閉的，第三方要想開發兼容產品必須得到廠家允許。

也有一些PLC背板總線采用標準結構，如GE公司的90-70系列，系統機架采用標準的VME BUS結構，可以安裝很多種第三方廠家的VME標準模件。但隨著現場總線技術的興起和發展，其在PLC系統中也越來越被廣泛的支持。

南瑞自控公司自主研發的MB系列PLC就采用先進的CAN總線技術作為PLC主CPU單元與其它模件的互聯接口。現場總線的特點有：通訊速率快、抗干擾能力強、成本低、結構簡單、實時性好、易于擴展等。并且MB系列PLC采用雙路CAN網，CPU模件和I/O模件的數據交換使用CAN1網，CPU模件和串口通訊模件等其他功能模件的數據交換使用CAN2網。兩路CAN網互相獨立，互不影響。1.2 與交流采樣裝置的互聯

交流采樣就是將二次側的電壓、電流經高精度、小CT、PT變成計算機可測量的交流小信號，然后再送入計算機進行處理。隨著計算機技術在電力系統自動化中的廣泛應用，用微機進行交流采樣實現對電流、電壓、有功、無功、電網周波、功率因數的測量做得越來越精確可靠。交流采樣必將以其優異的性能價格比，逐步取代傳統的變送器直流采樣方法。在電力系統中所使用的交流采樣測量裝置類型繁多，水電站中常采用的交流采樣裝置有如珠海派諾、百超表、愛博精電等。

目前一般交流采樣裝置對外提供串口RS-485接口，通訊協議為標準MODBUS規約。MODBUS協議是一種簡明的并且應用相當普及的POLLING協議，適用于主站與多個子站采用主從通信模式進行串行通信。每個信息幀最多可包含255個字節。交流采樣裝置廠家的產品雖然都支持標準MODBUS規約，但不同裝置通信的地址編碼都不同，且對點表的地址排列順序和測值的處理方法都不盡相同，所以造成不 20 同廠家的交流采樣裝置的采集程序不能通用。

還有一些工程使用的交流采樣裝置（如百超表）也支持MB+（MODBUS PLUS）通信方式。但這種方式只能應用于監控系統LCU的PLC同樣支持MB+通信方式的場合。

1.3 與智能電度表的互聯

目前工程上使用的監控系統與智能電度表互聯方式一般有兩種：智能通訊管理裝置直接與智能電度表通信；電廠設電能采集裝置與各個電度表通信，綜合收集全廠的電能信息，然后電能采集裝置與監控系統的智能通訊管理裝置或上位機通訊機通信，上送電能信息。不管哪種方式，一般物理接口為RS-485標準串口，傳輸介質為屏蔽電纜，波特率設置為1200bps。

機組PLCRS-232智能通訊管理裝置RS-485機組電度表線路1電度表公用PLCRS-232智能通訊管理裝置RS-485線路2?...電度表廠用電電度表通訊機RS-232電能量采集裝置RS-485機組電度表線路電?...度表廠用電電度表方式1：直接與電度表通訊方式2：通過電能量采集裝置通訊

? 智能通訊管理裝置直接與智能電度表通信

大多數常用國產電度表（如威勝、龍電等）都支持部頒DL/T645-1997多功能電度表通信規約，由于部頒DL/T645-1997規約是一種標準通用規約，對于不同類型的電度表的采集程序也是通用的。對于那些既支持DL/T645-1997規約又支持本公司協議的電度表，我們一般都采用標準部頒通用規約。其它一些非主流電度表也采用如MODBUS這樣的標準協議，在工程上一般不常使用。

但對于一些進口電度表如紅相EDMI電度表只支持其自身的Command Line協議，如蘭吉爾電度表支持IEC102規約。? 智能通訊管理裝置與電能采集裝置通信

有些電廠設置一個電能終端采集裝置，負責收集電廠各塊電度表的電能數據，然后通過該裝置與智能通訊管理裝置或上位機通迅機通信，上送電能信息給監控 系統。由于電能采集裝置是專業做與電度表通訊的特殊裝置，因此其內部都包括了各種電度表規約的采集程序，一般采用組態的方式選擇需要連接的電度表的型號和通訊規約，即可與電度表互聯。電能采集裝置對外接口一般采用串口RS-485，通信規約既有DL/T645-1997、IEC102等標準規約，也有自己公司自定義的協議，如EAC5000規約等。? 兩種方式的優缺點比較

第一種方式優點有：不需要專門的電能采集裝置，各電度表可以就近與LCU內的智能通訊管理裝置通信，無需在全廠布置通訊電纜。缺點有：由于各電度表分布在機組LCU、開關站LCU、公用LCU，所以通信采集點比較零散，占用了智能通訊管理裝置的串口資源，增加了維護工作量。另外，PLC一般不需要電能數據，而電能數據占用字節數多，浪費了PLC內存。

第二種方式優點有：系統界限明確，監控系統只對電能終端采集裝置通信，節約了LCU智能通訊管理裝置寶貴的串口資源，維護簡單。如果直接與上位機通訊機通信可減少PLC處理電能數據的工作量。缺點有：需要采購專用的電能終端采集裝置，且全廠電度表的通訊電纜需要集中布置至此裝置。另外，如果監控系統與此裝置通信中斷，造成所有電能數據無法上送。

綜合以上兩種方式的優缺點和電能數據對實時性要求不高的特點，第二種方式會越來越多的在新建電廠中被采用。1.4 與測溫裝置的互聯

目前主流的測溫裝置如南瑞公司的SJ-40C溫度巡檢裝置、合肥工大的溫度巡檢裝置等一般都有標準的RS-232和RS-485接口，通訊協議一般采用標準MODBUS或類似MODBUS的自定義規約。常用的通訊波特率為9600bps。1.5 與觸摸屏的互聯

觸摸屏作為現地人機接口，在LCU與監控系統主網絡中斷時，起著非常重要的作用。目前在電站中常用的觸摸屏有：GP系列、EasyView系列、施耐德系列、GE系列等。觸摸屏與現地LCU互聯一般有兩種方式：觸摸屏與PLC直接互聯和觸摸屏通過智能通訊管理裝置與PLC互聯（參見下圖1-3）。

機組PLCRS-232觸摸屏串口互聯現地交換機以太網機組PLCMB+網機組PLC智能通訊管理裝置RS-232RS-232機組PLC觸摸屏觸摸屏觸摸屏以太網口互聯MB+網互聯通過智能通訊管理裝置互聯

圖1-3 ? 第一種方式觸摸屏與PLC直接相連

這種方式也是最常用的互聯方式。觸摸屏都支持與各種主流PLC的串口通訊，如施耐德、GE、西門子、AB、三菱、歐姆龍等。無須開發通訊接口，直接在列表中選擇相應的PLC型號，按照正確的接線方式連接即可實現互聯。另外，一般觸摸屏還預留編程接口，如遇到新型的PLC，在原有的驅動列表中選擇不到的，可以編寫相應接口通訊驅動程序，然后加入該驅動列表。按照物理接口，又可分為：

.接口為串口RS-232/RS-422/RS-485 這種方式下，觸摸屏通常為通信主站，PLC為通信從站，通訊規約對用戶來說是透明的，不同類型的PLC規約也不一樣，如施耐德PLC的MODBUS RTU規約，AB PLC的DF1、DH485規約，GE PLC的MODBUS RTU、SNP規約等。通訊參數在觸摸屏組態軟件可以設置，波特率9600/19200/38400/57600/115200bps可選，一般推薦9600bps，主要要求觸摸屏的參數設置與PLC串口的參數設置一致即可。

.接口為以太網

目前隨著以太網的快速發展，觸摸屏也支持以太網接口。從只支持通過以太網下載觸摸屏組態，發展到現在，有些觸摸屏目前已經支持以太網方式與PLC的以太網接口通過交換機互聯，如施耐德的XBTG6330。與PLC以太網接口互聯的網絡規約采用MODBUS TCP/IP規約，通訊介質采用標準的網絡雙絞線。這種方式特別適合監控系統為環網結構時，因為這種情況下監控系統LCU上配置了一個交換機，但對于雙以太網結構的方式，這種互聯方式還有待完善。

.接口MB+網

隨著MB+網絡在電站互聯中廣泛的應用，部分觸摸屏通過外接MB+接口卡的方式可以接入LCU PLC MB+網絡，實現與PLC的互聯。這種方式因為需在觸摸屏擴展 23 口上外接MB+接口卡，并且MB+接口卡以及配套的MB+站電纜、分支器都需額外采購，所以增加成本，一般也不經常采用。

? 第二種方式觸摸屏串口與智能通訊管理裝置互聯

由于PLC的串口數量有限，同時需要與智能通訊管理裝置和觸摸屏通訊，但如果只有一個串口時則無法實現，此時需要將觸摸屏與智能通訊管理裝置互聯。觸摸屏與PLC的數據交換通過智能通訊管理裝置中轉完成。因為完全依賴與智能通訊管理裝置，這種方式對觸摸屏來說非常不可靠，且由于有中轉環節，觸摸屏的刷新和操作速度比較慢，所以一般不建議采用。? 介紹一種觸摸屏與雙機冗余系統的互聯

在雙機冗余系統中，由于有兩個CPU并列運行，所以觸摸屏與其互聯必須將原來的RS232接口方式轉換為RS485接口方式，以支持多個子站。具體的連接方式可以參見下圖1-4

232/485轉換器PLC232/485轉換器觸摸屏RS-232RS-485RS-232PLCCPU232/485轉換器2CPU1觸摸屏與雙機冗余系統互聯

圖1-4 監控系統LCU與廠內其它二次設備的互聯

以下介紹監控系統與幾個常見的二次系統互聯的情況。2.1 與調速器系統的互聯

水輪機調節是通過水輪機調節系統根據機組轉速的變化不斷地改變水輪機過流量來實現的。水輪機調節系統是由調節控制器、液壓隨動系統和調節對象組成的閉環控制系統。通常把調節控制器和液壓隨動系統統稱為水輪機調速器。水輪機調速器作用是保證水輪發電機的頻率穩定、維持電力系統負荷平衡，并根據操作控制命令完成各種自動化操作，是水電站的重要基礎控制設備。水輪機調速器問世以來，水輪機調速器先后經歷了三代的發展：水壓放大、油壓放大式的機械 24 式液壓調速器（20 世紀初-20 世紀50 年代）、模擬電路加液壓隨動系統構成的電液式調速器（20 世紀50 年代-20 世紀80 年代）和微機調節器配以相應的機械液壓系統構成的微機調速器（20 世紀80 年代至今）。目前微機調速器以可靠性高、操作簡便全面取代其他類型的調速器。水電站常用的調速器廠家有：南瑞電控公司、武漢能達、武漢實達、武漢三聯、武漢四創等。

現在微機調速器系統控制系統部分一般采用通用的PLC或專用控制器，因此與調速器的互聯的方式取決于調速器系統選用的PLC型號，按物理接口類型分為： ? 標準RS-485串口

這種接口方式是目前工程中最常用的互聯方式。由于距離和抗干擾等要求，調速器一般采用RS-485方式，通過屏蔽電纜連接到監控系統智能通訊管理裝置，通訊規約都是現在主流PLC通用的，有MODBUS通訊協議（施耐德PLC、GE PLC等）、FX系列通訊協議（三菱FX系列PLC）、DF1通訊協議（AB系列PLC）等。調速器廠家提供相關的測點地址定義表和其通訊參數（如波特率、校驗等）的設值即可。以上規約一般都支持讀寫功能，能實現將PLC的水頭、有功設定值寫入調速器系統。? MB+接口

如果監控系統LCU與調速器系統均采用施耐德系列PLC，此時不通過智能通訊管理裝置，而直接通過MB+網絡實現互聯。因此也不需要編寫采集程序，而在PLC程序中通過一個功能塊，即可將調速器自某個地址開始的多個寄存器的內容通訊至本地PLC的寄存器中，或將某個值寫入調速器某個地址的寄存器中，實現水頭、有功設定值的下發。需要的傳輸介質有MB+電纜、MB+分支器、MB+站電纜等設備。? 以太網接口

在一些工程中，特別是一些多噴針的沖擊式電站中，由于國內相關產品還不太成熟，因此調速器電氣控制部分采用進口的控制器包括硬件和軟件。此時會出現進口控制器對外只有以太網接口的情況。由于智能通訊管理裝置對外只有串口，且不適合將調速器接入監控系統以太網，這種情況需要配置以太網與串口的轉換器，將網絡的MODBUS TCP/IP協議轉換為串口協議。

當前第一種方式最常用，且能滿足常規的采集和控制要求。MB+接口的方式需要雙方系統都采用施耐德的PLC，且MB+網絡設備也要增加投資。以太網是今后互 25 聯的發展方向，但需明確調速器系統與監控系統的防護邊界，從設計規范上指導調速器系統接入監控系統網絡的原則。2.2 與勵磁系統的互聯

勵磁的主要作用是：維持發電機端電壓在給定值，當發電機負荷發生變化時，通過調節磁場的強弱來恒定機端電壓。合理分配并列運行機組之間的無功分配。提高電力系統的穩定性，包括靜態穩定性和暫態穩定性及動態穩定性。目前水電站常用的勵磁系統廠家有：南瑞電控公司、廣科所等。

勵磁系統接入智能通訊管理裝置方式比較單一，一般都采用標準串口 RS-485方式，通訊規約大多數采用標準的MODBUS規約（如廣科所）或其它的類似于MODBUS規約的自定義規約（如南瑞電控）。傳輸介質采用屏蔽電纜，通訊參數只要雙方約定設置一致即可，并且通訊互聯方式支持讀寫實現從監控系統下發無功設定值、設定無功調節狀態轉換令等至勵磁系統，這種方式可以作為脈沖調節的后備方式。2.3 與保護系統的互聯

電力系統繼電保護和安全自動裝置是當電力系統本身發生了故障或發生危及其安全運行的事件時，向運行值班人員及時發出警告信號或直接向所控制的斷路器發出跳閘命令，以終止故障或事件的發展的一種自動化措施和設備。用于保護電力元件的成套設備，一般稱為繼電保護裝置；用于保護電力系統的一般稱為安全自動裝置。繼電保護是保證電力系統中電力元件安全運行的基本裝備，任何電力元件不得在無繼電保護的狀態下運行，當發電機、變壓器、輸電線路、母線及用電設備等發生故障時，要求繼電保護裝置用可能最短的時限和在可能最小的范圍內，按預先設定的方式，自動把故障設備從運行系統中斷開，以減輕故障設備的損壞程度和對臨近地區供電的影響。安全自動裝置是為了防止電力系統失去穩定性和避免電力系統發生大面積停電事故的自動保護裝置。如輸電線路自動重合閘、電力系統穩定控制、電力系統自動解列、按頻率自動減負荷和按電壓降低自動減負荷裝置等。

保護系統按照保護對象可以分為機組保護、主變保護、母線保護、線路保護等。水電廠常用的保護系統生產廠家有：南瑞繼保所、南自廠、許繼等。目前工程中使用的監控系統與保護系統互聯方式一般有兩種：各LCU的智能通訊管理裝置分別與就近的各個保護裝置通信；電廠設置保護通訊管理機與各個保護裝置通信，26 綜合全廠保護信息，然后再與監控系統的智能通訊管理裝置或上位機通訊機通信，上送各種保護狀態、動作等信息。不管哪種方式，一般物理接口為RS-485標準串口，傳輸介質為屏蔽電纜。

機組PLC開關站PLC通訊機（或保護管理機）RS-232或以太網保護通訊管理機RS-485母線保護發電機保護線路保?...護主變保護RS-232智能通訊管理裝置RS-485發電機保護線路1保護RS-232智能通訊管理裝置RS-485線路2保護?...方式1：分別與各個保護裝置通訊方式2：通過保護 通訊管理機通訊

? 智能通訊管理裝置分別與各個保護裝置通信

按照就近或單元的原則，一般發變組保護裝置接入機組LCU智能通訊管理裝置、線路及母線保護裝置與開關站LCU互聯、廠壩電保護裝置與公用LCU互聯。通訊介質為屏蔽電纜，接口為串口RS-485，常用通訊規約有IEC-103、MODBUS、DGT801A/B等。

IEC-103規約是標準國際規約，規約信文的完整性、嚴謹性以及滿足保護信息上送的實時性都是其它規約所不及的，所以一般建議保護廠家生產的保護裝置支持此規約，使其與外圍系統互聯更加便捷。? 電廠設置保護通訊管理機

保護系統有獨立的通訊管理機，與廠內各部分保護裝置通信，將全廠的保護信息綜合至此裝置，然后保護通訊管理機與監控系統上位機通訊機連接，上送保護信息。通訊接口采用串口RS-485方式，規約為IEC-103規約。目前還有電廠在中控室設置一臺保護管理上位機與保護管理機通信，用于保護信息的監視和定值的遠方整定等，并且不與監控系統進行數據交換，此時保護系統就自成一個獨立系統。

第一種方式通信點分散，保護事件等信息都要經過PLC中轉至上位機，且不同廠家對規約的理解都不一樣，存在調試投運周期長等缺點。第二種方式由于保護裝置、保護通訊管理機、保護系統上位機同為一個廠家生產，不存在跨系統調試問題，能提高通信的可靠性和保證上送信息的準確性。因此第二種方式越來越被 廣泛采用。

2.4 與直流系統通訊

目前水電廠用到的直流系統生產廠家很多，產品性能也良莠不齊，所以通訊規約都不統一，多為自己公司自定義的規約，每個工程都需要針對直流系統開發新的通信驅動程序。傳輸介質為屏蔽電纜，物理接口一般為RS-485標準串口。

總結工程中用得比較好的直流系統，其與監控系統智能通訊管理裝置或上位機通訊機互聯的規約采用CDT規約或類似CDT規約的自定義規約。直流裝置為從站，智能通訊管理裝置或上位機通訊機為主站。CDT循環遠動通訊規約原來用于電站與調度之間，由于直流系統只上送信息（包括遙測、遙信），無下行信息，所以采用標準的CDT規約是比較合適的。2.5 與輔機系統

水電廠的輔機系統主要包括如油壓裝置控制系統、技術供水控制系統、中壓低壓高壓氣機控制系統、滲漏排水系統、檢修排水系統等。這些系統分別負責控制油氣水電機的啟停等，一般都采用小型的PLC，且涉及的PLC種類比較多（常見的有AB、施耐德Micro、GE VeserMax、南瑞MB40、南瑞MB20。由于PLC大多數都支持MODBUS規約的通訊方式，所以一般與監控系統互聯時采用串口RS-485，傳輸介質為屏蔽電纜。對于有些電站，由于廠房的結構決定了某個輔機控制系統距離智能通訊管理裝置比較遠時，需要在兩者間敷設光纖，并且需要增加一對串口轉光纖設備。

常用的水電廠輔機系統生產廠家有：南瑞、四川中鼎、西安201所等。如果輔機控制系統PLC與監控系統LCU PLC都是施耐德PLC（需支持MB+），可以將就近的輔機控制PLC通過MB+網絡與LCU PLC互聯，也可以將全廠各個輔機系統和監控系統某個LCU組成MB+環網。由于輔機系統分散在全廠各個部位，距離較遠，所以這種情況一般采用光纖環網的方式，同時也需要增加MB+轉光纖的設備。幾種方式如圖1-5。

機組PLCRS-232智能通訊管理裝置RS-485技術供水油壓裝置公用PLCRS-232智能通訊管理裝置RS-485滲漏排水方式1檢修排水滲漏排水MB+網技術供水MB+網機組PLC公用PLC油壓裝置公用PLC技術供水MB+光纖環網油壓裝置檢修排水方式2滲漏排水方式3檢修排水

圖1-5

2.6 與閘門系統

各水電站閘門系統構成相差較大，所以控制方式以及與監控系統的互聯方式也很多。下面主要介紹工程常見的幾種方式： ? 方式一

全廠計算機監控系統設一套閘門LCU，連接到監控系統網絡。通過LCU開出繼電器控制閘門，并采集閘門的位置、故障、開度、荷載等信號，相關的閘門啟閉停控制程序就在LCU中實現。這種方式下，閘門的現地控制箱不帶PLC，只有常規回路的繼電器、接觸器、空開等，所以也不涉及到現地控制箱與監控系統閘門LCU智能通訊管理裝置通訊。

這種方式適合閘門數目少，且相互距離不遠的電站。? 方式二

全廠除設一套閘門LCU與計算機監控系統網絡相連外，每套閘門的現地控制箱都自帶PLC，有單獨的啟閉停控制程序和現地觸摸屏。此時閘門LCU與智能通訊管理裝置通訊有幾種方式：標準RS-485串口、MB+網，現場總線等。

如某電站19孔閘門控制箱采用西門子S7-200系列PLC，主閘門LCU采用西門子S7-300系列PLC（配置了網絡模塊與監控主網絡相連），之間通過profibus DP總線相連。通過通信方式，主閘門LCU可以采集各個閘門控制箱的數據，同時也 可下設設定開度和啟停令。還有，某電站閘門控制箱PLC為施耐德系列，主閘門LCU的PLC也是同樣型號的，雙方通過MB+網互聯。? 方式三

全廠設單獨的閘門監控系統，進行閘門信號的監視和遠方操作，與計算機監控系統不通信。如富春江水電廠的閘門系統，就是獨立的監控系統。3 監控系統LCU之間的互聯

有以下幾種情況監控系統LCU之間需要互相交換數據：同一套LCU的幾個機柜分別放置相距較遠的地方，兩個機柜間不能采用常規的連接方式；主變高壓側斷路器、刀閘等位置信號接入機組LCU，而開關站斷路器、刀閘的位置信息和分合操作在開關站LCU，因此在開關站操作流程中用到主變高壓側斷路器、刀閘等的位置信號時需要機組LCU與開關站LCU進行數據交換；兩臺抽水蓄能機組之間背靠背啟動時，需要判斷對側機組的情況，這種情況兩臺機組LCU之間也需要進行數據交換。

介紹幾種常見的LCU之間的互聯方式。? 遠程I/O的方式

同一套LCU內有CPU模件的底板（或插箱）為主插箱，其余只有I/O模件的為擴展插箱，也稱遠程I/O。通常主插箱與擴展插箱之間通過擴展電纜連接。但是遠距離的遠程I/O延長傳輸介質通常為光纖，通過將總線或擴展信號通過光纖轉換設備轉換為光信號后實現將兩個機柜的連接。

如施耐德系列PLC，需要增加同軸電纜轉光纖設備；南瑞MB系列，需要增加CAN網轉光纖設備，以滿足長距離遠程I/O的連接。? 通過計算機監控系統網絡互聯

監控系統所有LCU都在同一個網絡上，所以能通過此網絡實現各個LCU之間數據交換是最可靠、最經濟、最靈活的互聯方式。但目前只有如南瑞公司MB系列、施耐德QUANTUMN、unity系列、GE部分高配置的CPU和網絡模件支持PLC網絡間數據交換。這種方式也是LCU之間數據交換的發展趨勢。? 通過專用網絡互聯

某些PLC有專用的網絡形式，如GE公司的GENINUS網、施耐德公司的MB+網。這種方式都需要專用的接口模塊和傳輸介質，因此成本較高，很少用于監控系統 30 LCU之間互聯。

第四節 現地層智能設備互聯發展趨勢—現場總線的介紹

現場總線控制系統是目前自動化技術中的一個熱點，正受到國內外自動化設備制造商與用戶越來越強烈的關注。所以本文也就水電廠計算機監控系統現地層設備互聯的發展趨勢進行總結如下。1 現場總線介紹

現場總線（Fieldbus）是80年代末、90年代初國際上發展形成的，用于過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等領域的現場智能設備互連通訊網絡。它作為工廠數字通信網絡的基礎，溝通了生產過程現場及控制設備之間及其與更高控制管理層次之間的聯系。它不僅是一個基層網絡，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統。這項以智能傳感、控制、計算機、數字通訊等技術為主要內容的綜合技術，已經受到世界范圍的關注，成為自動化技術發展的熱點，并將導致自動化系統結構與設備的深刻變革。國際上許多實力、有影響的公司都先后在不同程度上進行了現場總線技術與產品的開發。現場總線設備的工作環境處于過程設備的底層，作為工廠設備級基礎通訊網絡，要求具有協議簡單、容錯能力強、安全性好、成本低的特點 :具有一定的時間確定性和較高的實時性要求,還具有網絡負載穩定，多數為短幀傳送、信息交換頻繁等特點。由于上述特點，現場總線系統從網絡結構到通訊技術，都具有不同上層高速數據通信網的特色。

一般把現場總線系統稱為第五代控制系統，也稱作FCS——現場總線控制系統。人們一般把50年代前的氣動信號控制系統PCS稱作第一代，把4～20mA等電動模擬信號控制系統稱為第二代，把數字計算機集中式控制系統稱為第三代，而把70年代中期以來的集散式分布控制系統DCS稱作第四代。現場總線控制系統FCS作為新一代控制系統，一方面，突破了DCS系統采用通信專用網絡的局限，采用了基于公開化、標準化的解決方案，克服了封閉系統所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中與分散相結合的集散系統結構，變成了新型全分布式結構，把控制功能徹底下放到現場。可以說，開放性、分散性與數字通訊是現場總線系統最顯著的特征。

現場總線技術在歷經了群雄并起，分散割據的初始階段后，盡管已有一定范圍的磋商合并，但至今尚未形成完整統一的國際標準。其中有較強實力和影響的 31 有 :FoudationFieldbus（FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline等。它們具有各自的特色，在不同應用領域形成了自己的優勢。2 現場總線的技術特點 ? 系統的開放性。

開放系統是指通信協議公開，各不同廠家的設備之間可進行互連并實現信息交換，現場總線開發者就是要致力于建立統一的工廠底層網絡的開放系統。這里的開放是指對相關標準的一致、公開性，強調對標準的共識與遵從。一個開放系統，它可以與任何遵守相同標準的其它設備或系統相連。一個具有總線功能的現場總線網絡系統必須是開放的，開放系統把系統集成的權利交給了用戶。用戶可按自己的需要和對象把來自不同供應商的產品組成大小隨意的系統。? 互可操作性與互用性

這里的互可操作性，是指實現互連設備間、系統間的信息傳送與溝通，可實行點對點，一點對多點的數字通信。而互用性則意味著不同生產廠家的性能類似的設備可進行互換而實現互用。? 現場設備的智能化與功能自治性

它將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現場設備中完成，僅靠現場設備即可完成自動控制的基本功能，并可隨時診斷設備的運行狀態。? 系統結構的高度分散性

由于現場設備本身已可完成自動控制的基本功能，使得現場總線已構成一種新的全分布式控制系統的體系結構。從根本上改變了現有DCS集中與分散相結合的集散控制系統體系，簡化了系統結構，提高了可靠性。? 對現場環境的適應性

工作在現場設備前端，作為工廠網絡底層的現場總線，是專為在現場環境工作而設計的，它可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強的抗干擾能力，能采用兩線制實現送電與通信，并可滿足本質安全防爆要求等。典型現場總線簡介 3.1 基金會現場總線

基金會現場總線，即FoudationFieldbus,簡稱FF，這是在過程自動化領域得 32 到廣泛支持和具有良好發展前景的技術。其前身是以美國Fisher-Rousemount公司為首，聯合Foxboro、橫河、ABB、西門子等80家公司制訂的ISP協議和以Honeywell公司為首，聯合歐洲等地的150家公司制訂的WordFIP協議。屈于用戶的壓力，這兩大集團于1994年9月合并，成立了現場總線基金會，致力于開發出國際上統一的現場總線協議。它以ISO/OSI開放系統互連模型為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層為FF通信模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶層。

基金會現場總線分低速H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為 3125Kbps,通信距離可達 1900m(可加中繼器延長),可支持總線供電，支持本質安全防爆環境。H2的傳輸速率為 1Mbps和 2.5Mbps兩種，其通信距離為750m和500m。物理傳輸介質可支持比絞線、光纜和無線發射，協議符合IEC1158-2標準。其物理媒介的傳輸信號采用曼徹斯特編碼，每位發送數據的中心位置或是正跳變，或是負跳變。正跳變代表0，負跳變代表1，從而使串行數據位流中具有足夠的定位信息，以保持發送雙方的時間同步。接收方既可根據跳變的極性來判斷數據的“1”、“0”狀態，也可根據數據的中心位置精確定位。3.2 LonWorks LonWorks是又一具有強勁實力的現場總線技術，它是由美國Ecelon公司推出并由它們與摩托羅拉、東芝公司共同倡導，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協議，采用了面向對象的設計方法，通過網絡變量把網絡通信設計簡化為參數設置，其通訊速率從300bps至15Mbps不等，直接通信距離可達到2700m(78kbps，雙絞線),支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電源線等多種通信介質，并開發相應的本安防爆產品，被譽為通用控制網絡。

LonWorks技術所采用的LonTalk協議被封裝在稱之為Neuron的芯片中并得以實現。集成芯片中有3個8位CPU;一個用于完成開放互連模型中第 1～ 2層的功能，稱為媒體訪問控制處理器，實現介質訪問的控制與處理;第二個用于完成第3～6層的功能，稱為網絡處理器，進行網絡變量處理的尋址、處理、背景診斷、函數路徑選擇、軟件計量時、網絡管理，并負責網絡通信控制、收發數據包等;第三個是應用處理器，執行操作系統服務與用戶代碼。芯片中還具有存儲信息緩沖區，以實現CPU之間的信息傳遞，并作為網絡緩沖區和應用緩沖區。如Motorola 33 公司生產的神經元集成芯片MC143120E2就包含了2KRAM和2KEEPROM。3.3 Profibus Profibus是作為德國國家標準DIN 19245和歐洲標準prEN 50170的現場總線。ISO/OSI模型也是它的參考模型。由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA組成了Profibus系列。DP型用于分散外設間的高速傳輸，適合于加工自動化領域的應用。FMS意為現場信息規范，適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等一般自動化，而PA型則是用于過程自動化的總線類型，它遵從IEC1158-2標準。該項技術是由西門子公司為主的十幾家德國公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理層、數據鏈路層，由這兩部分形成了其標準第一部分的子集，DP型隱去了3～7層，而增加了直接數據連接擬合作為用戶接口，FMS型只隱去第3～6層，采用了應用層，作為標準的第二部分。PA型的標準目前還處于制定過程之中，其傳輸技術遵從IEC1158-2(1)標準，可實現總線供電與本質安全防爆。

Porfibus支持主—從系統、純主站系統、多主多從混合系統等幾種傳輸方式。主站具有對總線的控制權，可主動發送信息。對多主站系統來說，主站之間采用令牌方式傳遞信息，得到令牌的站點可在一個事先規定的時間內擁有總線控制權，共事先規定好令牌在各主站中循環一周的最長時間。按Profibus的通信規范，令牌在主站之間按地址編號順序，沿上行方向進行傳遞。主站在得到控制權時，可以按主—從方式，向從站發送或索取信息，實現點對點通信。主站可采取對所有站點廣播(不要求應答),或有選擇地向一組站點廣播。

Profibus的傳輸速率為96～12kbps最大傳輸距離在12kbps時為1000m，15Mbps時為400m，可用中繼器延長至10km。其傳輸介質可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接 127個站點。3.4 CAN CAN是控制網絡ControlAreaNetwork的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內部測量與執行部件之間的數據通信。其總線規范現已被ISO國際標準組織制訂為國際標準，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應用在離散控制領域。

CAN協議也是建立在國際標準組織的開放系統互連模型基礎上的，不過，其模 34 型結構只有3層，只取OSI底層的物理層、數據鏈路層和頂上層的應用層。其信號傳輸介質為雙絞線，通信速率最高可達 1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達 1 0km/kbps,可掛接設備最多可達 110個。

CAN的信號傳輸采用短幀結構，每一幀的有效字節數為8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當節點嚴重錯誤時，具有自動關閉的功能以切斷該節點與總線的聯系，使總線上的其它節點及其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。

CAN支持多主方式工作，網絡上任何節點均在任意時刻主動向其它節點發送信息，支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發送數據。它采用總線仲裁技術，當出現幾個節點同時在網絡上傳輸信息時，優先級高的節點可繼續傳輸數據，而優先級低的節點則主動停止發送，從而避免了總線沖突。3.5 HART HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的縮寫。最早由Rosemout公司開發并得到80多家著名儀表公司的支持，于1993年成立了HART通信基金會。這種被稱為可尋址遠程傳感高速通道的開放通信協議，其特點是現有模擬信號傳輸線上實現數字通信，屬于模擬系統向數字系統轉變過程中工業過程控制的過渡性產品，因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較好的發展。

HART通信模型由3層組成 :物理層、數據鏈路層和應用層。物理層采用FSK(FrequencyShiftKeying)技術在 4～20mA模擬信號上迭加一個頻率信號，頻率信號采用Bell202國際標準;數據傳輸速率為1200bps,邏輯“0”的信號頻率為2200Hz，邏輯“1”的信號傳輸頻率為 1200Hz。

HART支持點對點主從應答方式和多點廣播方式。按應答應方式工作時的數據更新速率為2～3次/ｓ,按廣播方式工作時的數據更新速率為 3～4次 /ｓ,它還可支持兩個通信主設備。總線上可掛設備數多達 15個，每個現場設備可有256個變量，每個信息最大可包含4個變量。最大傳輸距離3000m，HART采用統一的設備描述語言DDL。現場設備開發商采用這種標準語言來描述設備特性，由HART基金會負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典，主設備運用DDL技術，來理解這些設備的特性參數而不必為這些設備開發專用接口。但由于這種模擬數字混信號制，導致難以開發出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。3.6 RS-485 盡管RS-485不能稱為現場總線，但是作為現場總線的鼻祖，還有許多設備繼續沿

用這種通訊協議。采用RS-485通訊具有設備簡單、低成本等優勢，仍有一定的生命力。以RS-485為基礎的OPTO-22命令集等也在許多系統中得到了廣泛的應用。

第二章 廠站層數字化

第一節 上位機與現地控制單元（LCU）之間的互聯 1上位機直接與LCU的PLC網絡模塊進行互聯

上位機與具有自主知識產權的MB80、MB60、MB40系列PLC模件互聯；

上位機與GE9070系列的PLC模件互聯；

上位機與施耐德的QUANTUM系列的PLC模件互聯；

上位機與西門子S7-400、S7-300系列PLC模件互聯；

上位機與UNITY系列 PLC模件互聯；

隨著PLC模件的發展，目前監控系統中采用的PLC模件多數都采用以太網模塊直接與監控系統上位機進行互聯通訊，這些PLC類型包括南瑞公司自主知識產權的MB系列PLC、GE9070系列的PLC模件、西門子S7系列PLC。

這些基于網絡的PLC在與監控系統進行通信時，在底層都采用MODBUS TCP/IP協議，應用層協議由PLC側和上位機側協商，其中有一些典型的協議，比如西門子的Wincc協議，另外，南瑞公司在多年的工程應用中形成了適合于水電廠的基于MODBUS的網絡通信協議，以下作一簡單介紹。

在LCU 的PLC 內存中，共設置4 個信文區：PLC-上位機上行信文區，上位機-PLC下行信文區、PLC 事件記錄信文區，SJ30 事件記錄信文區。

上送信文區包含熱備冗余信息，SJ30 事件指針，系統計數器，LCU 事件指針，各類I/O 測值，投退信息，PID 狀態和所有測點品質信息。PLC 事件記錄區存放PLC 發生的事件記錄 SJ30 事件記錄區存放SJ30 發生的事件記錄 下行信文區存放上位機系統的各種下行至LCU 命令

? 上送信文區，上行標志1 字（預留，暫不用），信箱長度共1500 個字（具體長度可變，上送信文區起始地址在各PLC 程序中確定，長度定義在上位機通訊組態文件中）。內容包括：

第一個字為冗余信息字：該字的16、15 位和14、13 位分別為自己和對側CPU 狀態，2 為主，3 為獨立運行，1 為離線；

第二個字冗余信息備用字； 第三個字為SJ30 事件指針；

第四個字為PLC 狀態標志（每掃描周期加1，值1~32000，累加到32000 翻轉為1 重 新累加。用于判斷PLC 是否在運行）； 第五個字為PLC 事件指針； 第六個字開始為實時I/O 信文區。

? 下行信文區，起始地址接上送實時數據區之后，由下行標記，正文內容組成。下行標志1 字，信箱長度為100 字，PLC 根據下行標志，對下行信文緩沖區進行解釋，執行相應的動作。

? PLC 事件記錄信文區長度為240 字，記錄40 封信文。? SJ30 事件信文區長度為690 字，最大存放15 個事件。

上送信文區、下行信文區均可包括一封或多封信件，最后一封信之后必須為兩個“0”字。

信文一 信文二 ??? 信文N 00 00 ?? 上位機通過串口與LCU的PLC互聯

上位機與具有自主知識產權的MB40、MB20系列PLC模件互聯； 上位機與GE9030的PLC模件互聯；

上位機與施耐德的COMPACT系列的PLC模件互聯； 上位機與西門子S7-300、S7-200系列PLC模件互聯

在相對早期的計算機監控系統，由于網絡成本高，LCU上經常采用工控機（這個工控機的類型屬于上位機，但是一般布置在LCU屏柜內）+PLC模件的方式，這時工控機和PLC模件的通訊方式采用串口通訊，這些PLC模件包括以下類型： 施耐德的COMPACT系列的PLC模件，GE9030的PLC模件，西門子S7-300、S7-200系列PLC模件，南瑞公司自主生產的MB40、MB20模件，這種情況下，一些智能模件也通過串口將數據上送到工控機。在黃河山西萬家寨水電站計算機監控系統中，采用了這種結構。

在一些中低檔配置、中小規模的系統中，也經常采用以上工作模式。38 在工控機用串口與LCU的PLC或其它設備互聯時，通訊規約、通訊 介質、通訊內容等都是和以太網方式時類似。3上位機通過串口與LCU內其它設備互聯

上位機與智能交流采樣裝置互聯； 上位機與智能電度表的互聯； 上位機與智能測溫裝置互聯；

第二節 不同功能的上位機之間的互聯 1 典型的監控系統的網絡結構；

目前大多數設計院和計算機監控生產廠家，對水電站監控系統都是按分層分布開放式無人值班（少人值守）的運行方式設計，整個系統在物理上分為兩層：電站主控層和現地控制層。

電站控制層即上位機系統主要用于監控系統的組態、維護、水電站運行的監視、操作、信息管理、遠動和優化控制。其主要設備配置各種工作站、通信網絡設備、打印設備、ups、gps對時設備、電話語音報警、模擬返回屏、操作控制臺等。

現地控制層由一系列水電站監控裝置組成，包括機組現地控制單元、開關站及公用現地控制單元、輔機控制單元等。

用戶可根據水電站的實際情況，進行經濟技術比較，選用性能價格比優越的方案。下面淺談幾種水電站計算機監控系統網絡結構設計方案。

集散式組網結構

圖2-1 集散式監控系統網絡結構圖

該網絡結構是基于rs485/modbus等現場總線聯接的實時通訊網絡，如圖2-1所示。其特點就是所有監控功能在一臺主機上運行，簡單、可靠、造價低、投資少。適用于對監控系統要求不高的小型水電站監控系統。分層分布式組網結構

該網絡結構基于以太網聯接的實時通訊網絡，如圖2-

2、2-

3、2-4所示。圖2為采用一體化工控機上以太網方式，為全開放、分層、分布式結構，plc、保護、勵磁、調速器、輔機等設備通過一體化工作站與上位機系統通信。這種設計一般在現地設備的配置上，考慮在工控機故障時仍可獨立運行。即所有現地單元均可以各自獨立運行。每個單元都是由工業控制微機和可編程控制器(plc)及各個專用功能裝置或設備構成，并可以設計成具有各自獨立的現地操作、監控功能。該系統功能豐富、人機界面友好、可靠性更高，性價比高，但是投資較高，適用于中型水電站監控系統。

圖3為采用plc直接連接以太網的全開放、分層、分布式網絡結構，保護、勵磁調速器、輔機等設備通過plc與上位機系統通信，采用工業級觸摸屏作為人機界面，系統可靠性極高、性價比高，設備直接上網便于網絡控制和管理，系統響應速度大大提高。適用于通信協議較少，對監控系統要求較高的中型水電站監控系統。

圖4為采用plc直接連接以太網的全開放、分層、分布式網絡結構，與圖3比較，該方案中保護、勵磁、調速器、直流系統等裝置通過通訊管理機與上位機系統通信，減輕plc通信負擔。該設計方案考慮到各plc生產廠家在直接上網哪個（以太網）上并不是支持所有產品，而且價格較高，因此我們可以考慮另外一種現地設備上網配置方案，就是通過多串口通訊轉換裝置（通訊管理機）將plc和其他現場總線設備接入以太網絡系統。我們可以在每一個lcu設置一臺通訊轉換裝置，也可以全廠集中設備一臺通訊轉換裝置。該方案的特點是成本較低、性能可靠、系統響應速度快。適用于通信協議復雜，協議數較多而plc通信接口數較少，對監控系統要求較高的中型水電站監控系統。

圖2-2 一體化工控機組網方式

圖2-3 plc 組網方式一

圖2-4 plc 組網方式二

冗余組網方式

水電站實現“無人值班”（少人值守）后，由于現場值班人員減少，每值班往往只有兩人，當現場設備出現故障時，維護人員一般要等待較長時間才能抵到現場，因此對于監控系統可靠性要求極高在中型水電站，可以采用圖5所示的基于以太網聯接的冗余組網方式。

該組網方式的硬件要求可根據要求采用多層次的冗余措施，如數據服務器、操作員工作站、通訊服務器、網絡交換機、網絡通道、ups、現地總線、機箱電源、機柜電源等，都可以實現冗余配置，并可對plc擴充雙cpu、雙電源、i/o模塊熱插拔等功能，系統要求由軟件實現冗余設備的檢測與故障診斷，實現冗余部件的無擾動切換，確保系統中某一部件的故障不影響系統的正常運行。故障部件稍后可 44 由維護人員及時處理。該方案系統功能極為豐富，可靠性極高，適用于對監控系統要求極高的中大型水電站監控系統。

圖2-5 冗余組網方式 典型的監控系統的軟件框架；

NC2000系統軟件是南京南瑞自動控制有限公司積累了多年NARI Access監控軟件在全國多個電廠的使用經驗后開發完成的新一代電力系統計算機監控系統軟件。系統采用CLINET/SERVER體系結構，支持不同的硬件，操作系統及關系型數據庫系統。面向對象的開發方式，涵蓋了設計和開發兩個過程，用戶在使用過程中更加方便和直觀。

NC2000系統監控軟件主要由前臺人機交互程序和后臺背景程序兩部分組成。

人機交互程序主要提供畫面顯示、報表、簡報、曲線查詢等交互式圖形顯示和操作功能；背景程序則提供計算機監控系統與各外部設備的通訊、NC2000數據庫管理、歷史數據庫管理等各種后臺處理過程。兩部分程序通過組播方式交互數據。

NC2000系統的人機交互程序選擇Java語言開發，可以部署在各類裝有Java虛擬機的操作系統之上。后臺背景程序為C語言開發的基于Unix或Linux操作系統之上的一組互相配合完成特定功能的可執行程序。

NC2000監控系統軟件部署在各種不同類型的計算機上完成各類不同的功能，下圖是一個基本的NC2000監控系統計算機配置圖：

圖 2-6 各節點由于需要實現的功能不同，需要部署的NC2000系統軟件也有所不同。

NC2000系統的人機交互程序由Java軟件開發。入口類為nc2000.ncconsole.StartMenu，啟動后通過nc2000.ncconsole調用各相關類實現各種人機交互功能。NC2000系統主要人機交互主要包括：簡報信息、畫面顯示、一覽表和報表查詢、光字顯示，AGCAVC參數查詢、順序控制程序編輯、數據庫編輯等功能。

在不需要人機交互的節點上可以不啟動NC2000系統的人機交互程序。NC2000監控系統各節點間通訊以及對外通訊是通過各后臺背景進程實現的，不同作用的計算機節點部署的后臺進程會略有不同。

NC2000基本的背景程序包括：dbload、client、server、red_m和mam。

下面以數據流的方式簡要說明一下各進程是如何相互配合完成NC2000系統運行的。

NC2000系統主體數據處理過程是由client、server進程通過TCP/IP方式進行的。除此之外，有關數據庫信息也可通過mam等進程采用multicast和broadcast方式進行數據傳輸。需要說明的是，網絡各結點的數據庫同步也是由主機mam進程采用multicast方式進行的。

第三節 水電廠監控系統與廠內其它自動化系統的互聯 與MIS 傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：CDT規約。

傳輸介質：網絡雙絞線。接口方式：TCP方式。

通訊規約：IEC870-5-104規約。

與水情自動化

傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：IEC870-5-101規約。

傳輸介質：網絡雙絞線。接口方式：TCP方式或UDP方式。

通訊規約：IEC870-5-104規約或廠家內部規約。

與辦公自動化

傳輸介質：網絡雙絞線。接口方式：TCP方式。

通訊規約：IEC870-5-104規約。

與工業電視系統 與電站能量計費系統

傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：IEC870-5-102規約。

與電站五防系統

傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：CDT規約。

與狀態監測及故障診斷系統 傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：廠家內部規約。

與電站模擬屏

傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：廠家內部規約。

與電站保護管理系統

傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：IEC870-5-103規約。

與安全穩定控制系統

傳輸介質：四芯屏蔽雙絞線。接口方式：RS485串口方式。通訊規約：IEC870-5-103規約。

與培訓仿真系統

傳輸介質：網絡雙絞線。接口方式：TCP方式。

通訊規約：IEC870-5-104規約或廠家內部規約。

第四節 監控系統與調度自動化系統之間的互聯 1 互聯的規約

監控系統與調度自動化系統之間的互聯也稱遠動通信，在下面的描述中簡稱遠動。

遠動通信協議伴隨著計算機通信技術的發展經歷了一個從簡單到復雜，從無序到標準的過程。從最初通信雙方一些簡單的約定，到DL 451-91，再到現在的DL/T 634.5104-2002[2]（IEC60870-5-104或簡稱104協議），通信協議的功能越來越強大，幀結構及工作方式也越來越完善。

通信協議一般都規定了以下內容：同步方式、幀格式、數據結構和傳輸規則（或稱為通信工作方式）。其中，傳輸規則是通信協議的核心。

遠動通信協議按照通信接口可分為兩大類：一類是基于串口通信方式的協議，另一類是基于網絡通信方式的協議。對于基于串口通信方式的協議，又可分為CDT類和POLLING類協議。CDT協議的代表是部頒循環式遠動協議DL 451-91；POLLING協議也稱為問答式通信協議，包括：MODBUS協議、SERIES Ⅴ協議、SC1801協議、μ4F協議等；101協議（IEC60870-5-101或DL/T 634.5101）應歸在POLLING類協議，盡管在某些特殊情況下子站也主動傳送一級用戶數據和定時向主站傳送全數據。DL 476-92、104協議和TASE.2協議屬于基于網絡通信方式的協議。基于串口通信方式的協議 CDT協議

循環式遠動協議DL 451-91又稱為CDT協議，基本數據單元是信息字，每個

信息字由一個功能碼字節、四個數據字節和一個校驗字節組成，其中，功能碼字節用于區分數據類別。

CDT協議采用可變幀長度；遙測幀、遙信幀和電能脈沖幀循環傳送，重要遙測量（A幀）更新循環時間較短，電能脈沖量（D2幀）更新循環時間較長；區分循環量、隨機量和插入量采用不同形式傳送信息。變位遙信、子站工作狀態變化信息插入傳送，遙控、升降命令的返送校核信息插入傳送；事件順序記錄（E幀）以幀插入方式傳送。

CDT協議采用全雙工通信方式。由于采用循環傳送方式，所以對遠動通道的要求不高；由于信息字中功能碼只占一個字節，因此其遠動信息表的容量有限，在有的應用中，采用了增加幀類別和取消信息字隨機插入的方法來擴充容量，但也降低了協議的通用性。MODBUS協議

MODBUS協議是一種簡明的并且應用相當普及的POLLING協議。缺點是實時性不高。

在RTU傳輸模式下，MODBUS協議的幀結構主要有兩種，一種是固定幀，包括主站的讀操作和寫操作；另一種是可變幀，主要是子站的響應幀。每一數據幀均包含以下四個部分：地址區；功能碼區；數據區；校驗碼區。MODBUS協議適用于主站與多個子站采用主從通信模式進行串行通信。每個信息幀中最多可包含255個字節。

DL/T 634.5101-2002（101協議）

101協議等同采用IEC 60870-5-101《遠動設備及系統 第5部分 傳輸協議 第101篇 基本遠動任務的配套標準》（2002）[3]。101協議以問答方式進行數據傳輸，適用于網絡拓撲結構為點對點、多個點對點、多點共線、多點環形和多點星形網絡配置的遠動系統中，遠動通道可以是雙工或半雙工，采用的幀格式為FT1.2異步字節傳輸格式。其工作流程是這樣的：主站向子站循環詢問2級數據；主站定期向子站總召喚；主站向子站發送控制命令；當事故發生后，主站向子站召喚事故順序記錄；子站發生狀態變位時傳送1級數據；當子站長時間沒有收到主站的信息時，子站將循環向主站傳送全數據。SC1801協議

第二篇：設備運行狀況分析報告

2013朗月軒項目設施設備運行報告

2013年朗月軒項目在管區設施、設備總體運行良好，沒有因設備故障原因而出現非停事故的發生，更沒有出現嚴重影響設備安全運行的設備缺陷，也沒有發生因設備故障而影響業主正常生活的現象。安全順利地完成了春檢、防汛等工作，為業主的安全使用打下了牢固的基礎。

現將2013郎月軒設施設備運行、維護、維修管理情況分析如下：

一、設備運行情況；

在運行管理上，我們以穩定運行為目標，以質量標準化為抓手，逐步深化質量標準化設備管理工作。全年我們共進行了89次動態檢查，查出問題39，下整改通知書18次，現均已按要求完成整改，有效的促進了設備的正常運轉，保障了運行的安全。

二、設備維護保養情況；

2013年一月份開始，我們按照公司工程技術部的要求對項目設備管理存在的缺陷進行了整改和完善，開始嚴格按照設備維護保養計劃對公司設施設備進行針對性的維護和保養工作，按計劃進開展了設備的定期檢修，及時消除設備缺陷，保證檢修質量，延長設備使用壽命，節約檢修時間，降低檢修成本，保質、保量、按期完成了檢修任務。對小型工器具進行了日常保養，認真做了擦拭潤滑。對在設備維護管理中存在一些問題，如設備運行環境和設備清潔衛生較差以及三漏時有發生等，進行了督促整改。通過有計劃的維護保 養，設備狀態良好，全年沒有出現漏保失保現象，沒有出現一起設備事故。

三、設備維修情況

2013年，我們共進行各專業運行設備維修20臺次，其污水泵大修11臺次，中修7臺次，電梯設備維修7臺次。從全年的設備維護、維修結果來看，綜合分析我項目設備故障產生的原因，主要有以下幾種情況：

1、損耗故障；

機械設備一定時間規律運動，操作的損耗不可避免，可以通過了解其壽命和故障發生規律狀態，有計劃的更換保養，就能作到避免不必要的突發性的停產維修。此類故障，多發生在汽車車輛上。

2、自然磨損、劣化造成的故障；

隨著設備使用時間的增加，部分元器件磨損、老化嚴重，造成設備故障多發，故障率提高。如機務段的機車空調和繼電氣試驗臺都進行了返廠大修，主要進行了部分零部件更換和功能恢復，皆是因為設備自然磨損、劣化造成的原因。

3、因設備部件質量原因造成的故障；

4、臨時性隨機故障。

這類故障主要是平時隨機發生的，導致設備喪失某些局

部功能的故障。這類故障發生后不需要進行修復，只需要進行調整即可恢復，如電氣設備程序突發故障等等。

四、故障預防措施：

綜合分析2013年設備故障產生的原因，為有效預防設備故障的發生，確保設備安全有效運行，應采取以下有效措施：

1、進一步深化質量標準化設備管理，加強監管力度。

2、嚴格執行設備點檢制度，做到早發現、早預防。

3、制定設備維護規程，嚴格按規范進行設備的維護保養。

4、有效地進行故障分析

5、加強設備故障的管理工作，處理設備故障要嚴格執行“四不放過”原則。

6、認真做好設備故障的原始記錄，總結經驗，做到防微杜漸，有效預防設備故障的發生。

2013年，通過我們的努力，順利完成了春檢、防汛工作，圓滿完成了特種設備的年檢年鑒和重大危險源的安全檢查任務，深化了質量標準化設備管理工作，為物業管理安全運營奠定了有力的基礎，提供了有效的保障。在今后的工作中，我們將繼續努力，把工作做的更好，使設備以更好的技術狀態投入運行，為公司安全生產做好保障工作。

郎月軒項目部

2014-1-30

第三篇：3隊設備運行狀況分析報告

2014固井三隊設備運行狀況分析報告

2014年固井三隊的設施、設備總體運行良好，沒有因設備故障原因而出現固井施工的耽誤而發生，更沒有出現嚴重影響設備安全運行的設備缺陷，也沒有發生因設備故障而影響交通運輸的現象。安全順利地完成了元壩區塊.重慶區塊.等長途固井施工任務，為西南固井樹立了良好的形象。

現將2014設施設備運行、維護、維修管理情況分析如下：

一、設備運行情況；

在運行管理上，我們以穩定運行為目標，以質量標準化為抓手，逐步深化質量標準化設備管理工作。全年我們共進行了15次動態檢查，查出問題45項，下整改通知書18次，現均已按要求完成整改，有效的促進了設備的正常運轉，保障了運行的安全。

二、設備維護保養情況；

2014年一月份開始，我們按照公司設備物質科的要求對設備管理存在的缺陷進行了整改和完善，開始嚴格按照設備維護保養計劃對三隊設施設備進行針對性的維護和保養工作，按計劃進開展了設備的定期檢修，定期更換，定期保養及時消除設備缺陷，保證檢修質量，延長設備使用壽命，節約檢修時間，降低檢修成本，保質、保量、按期完成了各項生產任務。對交通車輛進行了日常保養，認真做了擦拭潤滑。對在設備維護管理中存在一些問題，如設備運行和設備清潔衛生較差以及三漏時有發生等，進行了督促整改。通過有計劃的維護保 養，設備狀態良好，全年沒有出現漏保失保現象，沒有出現一起設備事故。

三、設備維修情況

2014年，我們共進行固井設備維修45臺次，其大修2臺次，中修8臺次，交通運輸車輛維修12臺次。從全年的設備維護、維修結果來看，綜合分析三隊設備故障產生的原因，主要有以下幾種情況：

1、損耗故障；

機械設備一定時間規律運動，操作的損耗不可避免，可以通過了解其壽命和故障發生規律狀態，有計劃的更換保養，就能作到避免不必要的突發性的停產維修。此類故障，多發生在運輸車輛上。

2、自然磨損、老化造成的故障；

隨著設備使用時間的增加，部分元器件磨損、老化嚴重，造成設備故障多發，故障率提高。如設備上的空調每年都要維修更換，主要進行了部分零部件更換和功能恢復，皆是因為設備空調管線自然磨損、老化造成漏氟.缺氟的原因。

3、因設備部件質量原因造成的故障；

4、臨時性隨機故障。

這類故障主要是平時隨機發生的，導致設備喪失某些局部功能的故障。這類故障發生后不需要進行修復，只需要進行調整即可恢復，如電氣設備程序突發故障等等。

四、故障預防措施：

綜合分析2014年固井設備故障產生的原因，為有效預防設備故障的發生，確保設備安全有效運行，應采取以下有效措施：

1、進一步深化質量標準化設備管理，加強監管力度。

2、嚴格執行設備點檢制度，做到早發現、早預防。

3、制定設備維護規程，嚴格按規范進行設備的維護保養。

4、有效地進行故障分析。

5、加強設備故障的管理工作，處理設備故障要嚴格執行“四不放過”原則。

6、認真做好設備故障的原始記錄，總結經驗，做到防微杜漸，有效預防設備故障的發生。

7、每年做到所以設備的發電機.起動機保養一次。8.對所以的柴油機的柴油濾芯.油水分離器半年更換一次。9.對車輛的柴油濾芯5000公里更換一次。

2014年，通過我們的努力，順利完成了設備的自檢、自查工作，迎接中石化的設備大檢查工作。圓滿完成了特種設備的年檢年鑒和各種壓力容器的安全檢查任務，深化了質量標準化設備管理工作，為設備管理安全運行奠定了有力的基礎，提供了有效的保障。在今后的工作中，我們將繼續努力，把工作做的更好，使設備以更好的技術狀態投入運行，為公司固井安全生產做好各項工作。

固井三隊

第四篇：通信設備行業發展趨勢分析

通信設備行業發展趨勢分析：

3G將帶動國內通訊設備需求快速增長

2008年4月1日，中國移動正式啟動TD社會化業務測試和試商用，在國內8大奧運城市放號，規模達到6萬用戶。預計中國移動將在北京奧運會前后啟動第二輪TD-SCDMA基礎設施投資，TD-SCDMA網絡部署將擴展到中國東部多個二線城市，2008年TD-SCDMA的資本支出將超過280億元。

總體來看，我國通信設備制造業的總體盈利能力并沒有完全釋放出來，目前主要是國內對通信設備投入不足造成的，但是對通信設備的需求疲軟應該是策略性的，是暫時性的，隨著電信重組和3G建設的推進，對相關基站和設備的需求將明顯恢復，通信設備行業井噴式增長是可以預見到的。

數據增值業務將成為行業發展的推動力

電信業務收入自從2007年初加速提升之后，08年以來繼續保持高位穩定增長態勢。除了移動業務用戶的快速增長外，越來越多的數據增值業務也成為行業發展的另一推動力。

從電信業務收入構成上來看，數據通信業務收入是電信業務收入中增長最快的部分，其在電信業務中的比重也同步上升。2008年1-3月，移動通信收入和數據通信收入比去年同期分別增長17.2%和37.7%，在電信業務總收入中所占的比重比去年同期分別上升了2.83和1.79個百分點。

第五篇：水電廠設備缺陷管理辦法

故縣水電廠設備缺陷管理辦法

1.目的

為加強水電廠設備缺陷管理工作，統一評價設備缺陷的管理情況，特制定本辦法。2.范圍

故縣水電廠水電廠所屬設備均應納入本管理辦法。3.組織職責

3.1檢修分場主任職責

3.1.1審定本分場各班組設備定期檢查維護工作制度執行情況，督促各班組做好設備定期維護保養工作；

3.1.2每日上班須審閱設備缺陷記錄本；

3.1.3組織消除本分場管轄的設備缺陷，并督促本分場缺陷記錄中未處理缺陷的登記及消除，同時將需要設備停機、停電處理的缺陷及時通知；

3.1.4做好缺陷的統計查詢工作。定期召開缺陷分析會，做好記錄，每半年呈報一次設備缺陷管理工作總結。3.2檢修分場班長職責

3.2.1制定并貫徹本班所管轄設備定期檢查維護工作制度，做好設備定期維護保養；

3.2.2每日上班檢查設備缺陷記錄；

3.2.3及時組織本班人員消除設備缺陷，對未處理或需停電處理的缺陷做好記錄；

3.2.4對于職責范圍內的缺陷，不能處理的，應及時上報分場；

3.2.5及時了解設備運行狀況。主設備計劃停電之前，了解設備遺留缺陷；主設備停電后，及時組織設備消缺，并根據設備狀況及停電時間對主設備進行檢查、維護；

3.2.6做好本班成員職責及設備劃分工作。督促班員全過程參與大修、改造項目；參與以上項目的驗收工作；

3.2.7合理安排、組織每日的缺陷處理工作。做好所管轄設備缺陷處理的統計，定期召開缺陷處理分析會（每月不少于一次）； 3.2.8督促本班人員的業務學習；

3.2.9協助維護分場主任做好設備維護、檢修工作；

3.2.10工作中發現設備有設計、制造、安裝等缺陷時，應及時向有關項目責任人提出，并匯報分場。3.3運行分場主任（專工）職責

3.3.1督促檢查運行值班人員，搞好設備巡回檢查工作； 3.3.2每周兩次審閱設備缺陷管理記錄；

3.3.3每月24日前提出重復缺陷、頻發缺陷分析報告；

3.3.4做好設備缺陷的分類統計工作。定期召開缺陷分析會，做好記錄，每半年呈報一次設備缺陷管理工作總結。3.4運行人員職責

3.4.1運行值長：是本廠發電生產的現場指揮員，對嚴重威脅安全運行的重大缺陷，及時聯系檢修分場組織搶修，并及時匯報主管生產副廠長；

3.4.2運行班長：負責審查、校核值班員所填寫缺陷記錄的真實性、準確性，并根據缺陷性質分類登記缺陷，負責將缺陷通知檢修班長或值班人員；

3.4.3運行值班人員應認真提高巡回檢查質量，及時發現設備缺陷及運行異常； 3.4.4運行人員應加強業務學習，對于巡回檢查、操作過程中發現的設備缺陷應做好詳細記錄，以便維護、檢修人員分析缺陷類別，協助維護、檢修人員做好設備缺陷處理工作；

3.4.5對于檢修交代待停機、停電處理的缺陷，當設備有停運機會時應及時將停運時間、期限通知檢修分場，并做好記錄，以利于缺陷的消除；

3.4.6對于主設備的計劃停運，運行分場應提前將停運時間、期限通知檢修分場(并做好記錄)，以利于遺留缺陷的消除。4.設備缺陷管理

4.1設備缺陷分類、記錄及處理規定

4.1.1 重大設備缺陷（第一類缺陷）：嚴重危及設備安全運行的缺陷、需將運行中的主設備在24小時內停電處理的缺陷為重大設備缺陷。在做好缺陷記錄的同時，由值長下令搶修處理，消除時間不超過24小時。設備事故不在此范圍； 4.1.2一般缺陷（第二類缺陷）：重大設備缺陷之外的其它缺陷為一般缺陷。不需將設備停電即可處理的一般缺陷，應當天安排處理，三天內處理完畢。需將設備停電才能處理的缺陷，檢修班長應根據缺陷情況，當天在缺陷管理本上注明“須停電處理”、“待停電處理”交待。運行當班人員應在運行方式允許之后及時聯系檢修分場，并配合做好消缺工作；

4.1.3對于廠用電系統及其附屬設備出現的一般缺陷（第三類缺陷），由于運行方式等原因造成設備不能停電的，應由運行當班班長向技術科專工講明原因，并做好記錄，在運行方式允許之后及時聯系檢修分場，并配合做好消缺工作； 4.1.4缺陷的記錄：運行人員對設備所發生的缺陷需經當班班長鑒定核實以后方可記錄，記錄應準確。對于“漏水、漏油”現象應及時通知檢修人員處理；對于因長時間運行引起的輕微滲油、油污較嚴重現象，運行人員應記缺陷，檢修、維護人員應定期維護、清擦；

4.1.5遺留缺陷處理后，檢修分場應及時在缺陷記錄中進行注銷。每個季度總結一次遺留缺陷。4.2設備缺陷處理與驗收

4.2.1新更換的備品備件安裝前必須進行試驗，合格后方可安裝；

4.2.2壓力表、電磁閥、電動閥及調速器等發生責任不明的缺陷時，記錄上登記的責任班組應主動簽收，查明原因后由分場最終確認責任班組；

4.2.3缺陷處理完畢，應由運行人員和檢修人員到現場進行驗收，并在記錄本上做出檢修作業交待和消缺交待方可注銷工作票；檢修人員做檢修交待的同時必須做消缺交待，運行人員必須在檢修人員做出消缺交待后24小時內進行驗收簽字；

4.2.4對于因設備缺陷引起的設備更新或技改等工作量較大的項目，工作完成之后，應由技術科、運行分場、檢修分場技術人員和工作負責人到現場進行驗收，由負責人根據結論做出作業交待后方可注銷工作票，確定設備能否投運； 4.2.5特殊情況按廠有關部門的決定執行；

4.2.6事故處理涉及本制度的部分按廠有關規定執行。4.3設備缺陷處理評比與考核

4.3.1每月26日下午召開缺陷管理考評會，由技術科長、缺陷管理專工、各分場主任參加，若26日為休息日會議順延舉行；

4.3.2各分場把本月缺陷處理情況統計表、缺陷分析、總結于當月26日前交技術科負責缺陷的專工；

4.3.3針對發現和處理設備缺陷過程中的具體問題，根據本辦法相關規定在開會時做出獎罰決定；

4.3.4每年年底召開一次缺陷考評會，總結全年缺陷發生、處理、遺留情況，并根據本辦法相關規定做出獎罰決定。5.獎勵與處罰 5.1處罰辦法

5.1.1考核類：扣責任單位0.2—1分、20—100元。

5.1.1.1檢修分場本月設備缺陷處理率未達到97%（不具備檢修處理條件的缺陷除外）；設備缺陷處理率未達到95%（只扣分）；

5.1.1.2考評會一致認定缺陷能處理而未處理，或處理時間延長者； 5.1.1.3重大設備缺陷未及時發現和聯系處理，未造成后果者； 5.1.1.4缺陷未處理就登記消缺者；

5.1.1.5主設備停電時未將停電時間、期限通知檢修分場者；

5.1.1.6主設備有停電機會，原來交待“須停機停電”或“待停機停電”處理的缺陷仍未處理者（設備運方式不允許除外）； 5.1.1.7由于檢修、維護質量差引起的重復缺陷；

5.1.1.8對同一缺陷未作認真分析、處理，兩次交代“現已正常，繼續觀察”者； 5.1.1.9重復購買、使用有質量問題的產品或備件者； 5.1.1.10安裝前未按有關專業規定進行檢查、試驗者； 5.1.1.11違反缺陷處理與驗收制度者；

5.1.1.12備品備件到貨后未及時進行安裝消缺者（以供應部門到貨時間為準）； 5.1.1.13運行人員在檢修人員做出消缺交待后24小時內未進行驗收簽字者； 5.1.1.14設備運行中發生異常，未記缺陷者；

5.1.1.15由于操作、維護不當造成主設備非計劃停運及事故者； 5.1.2統計類：扣責任單位10—100元。5.1.2.1一般缺陷處理超過規定期限者； 5.1.2.2缺陷處理完畢未銷缺陷者；

5.1.2.3確無備件，未報材料計劃或報材料計劃未督促處理者；

5.1.2.4本月缺陷處理情況報表、運行分場重復頻發缺陷報告未及時遞交者； 5.1.2.5答復不準確或不合適者；

5.1.2.6記錄缺陷不準確或經確認無此缺陷者；

5.1.2.7屬機電一體化的缺陷，機、電兩專業相互推諉造成處理延期者； 5.1.2.8對于非直觀性缺陷未交代原因、處理意見、處理結果者； 5.1.2.9無正當理由重復記錄缺陷記錄和記錄不完整者。5.2獎勵辦法 5.2.1檢修分場：各班組獎勵金額由分場根據當月工作量進行動態分配；屬三類統計內的缺陷每發生一項扣5元；超過24小時開始處理或答復意見的缺陷，每發生一項扣5元；

5.2.2運行分場：設備缺陷管理獎，各值獎勵金額由分場根據當月工作量進行動態分配；運行方式許可，當值未及時辦理工作票，影響消缺工作的扣除當值當月配合獎100元；

5.2.3設立無遺留缺陷獎200元。出現一次遺留缺陷，即扣除當月無遺留缺陷獎，上月的遺留缺陷本月仍統計在內。因設備運行方式不允許、備品未到貨而無法處理的缺陷不算遺留缺陷；

5.2.4設立設備消缺技術指導獎，獎勵金額視缺陷復雜程度和對生產設備運行安全影響程度，由考評委員會確認；

5.2.5及時發現重大設備缺陷及嚴重設備隱患者，及時消除工作量大、技術難度高的設備缺陷并經考評會一致認可者，可給予10—100元獎勵；

5.2.6檢修、維護人員在設備巡檢和定期維護工作中及時發現重大設備缺陷及嚴重設備隱患并經考評會一致認可者，可給予10—100元獎勵；

5.2.7除運行人員外，全廠職工及時發現重大設備缺陷及嚴重設備隱患者，參照本條第（六）項獎勵辦法獎勵。6.附則

6.1本辦法由技術科負責解釋。6.2本辦法自下發之日起執行。