1.概述
煙氣排放監(jiān)測平臺廠站設備的功能要求及工程實施，包括系統(tǒng)結構、功能設計、性能指標、安全防護、信息采集、傳輸?shù)确矫娴耐ㄓ眉夹g要求均遵循*調〔2014〕824號 *公司關于加強火電機組煙氣排放監(jiān)測功能平臺建設的指導意見和《并網(wǎng)發(fā)電廠調度自動化設備(子系統(tǒng))配置規(guī)范和信息接入規(guī)范》要求，符合山東省調度中心制定的《山東電網(wǎng)火電機組煙氣排放監(jiān)測平臺廠站設備技術規(guī)范》，*地提高了山東省火電機組煙氣排放監(jiān)測技術水平。
2.硬件系統(tǒng)結構及特點
山東電網(wǎng)火電機組煙氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)是在山東熱電聯(lián)產(chǎn)在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎上進行的功能擴充，其優(yōu)點是充分利用熱電聯(lián)產(chǎn)在線監(jiān)測系統(tǒng)的電網(wǎng)電氣信息和傳輸通道，zui大限度的減少了重復建設和投資。山東電網(wǎng)火電機組包括調度側主站系統(tǒng)、傳輸通道、電廠側廠站設備。
系統(tǒng)總體結構圖見圖1
圖1 系統(tǒng)總體結構圖
2.2 廠站設備結構
系統(tǒng)子站由綜合終端、采集設備、通信設備等組成。綜合終端負責數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計等，并通過調度數(shù)據(jù)網(wǎng)（安全II區(qū)）與主站通信；采集裝置負責完成脫硫、脫銷、除塵數(shù)據(jù)的采集；通信設備：采集裝置直接或通過通信設備間接與綜合終端通信。調度數(shù)據(jù)網(wǎng)（安全II區(qū)）設備包括路由器、交換機和縱向加密認證裝置。調度數(shù)據(jù)網(wǎng)及子站結構示意圖見圖2。
圖2 調度數(shù)據(jù)網(wǎng)及子站結構示意圖
3工程實例
作為一種廠站設備的典型配置，重點介紹LN2000-RTU在山東火電機組煙氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。
LN2000-RTU系統(tǒng)可以把其采集裝置放在方圓十公里范圍內的現(xiàn)場設備附近，通過一根普通的雙絞線（CAN現(xiàn)場總線）連接到綜合終端，也可以集中布置在綜合終端附近，通過光纜等通信轉換設備，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的高速遙測或遙控，適應各個電廠的復雜系統(tǒng)。LN2000-RTU系統(tǒng)和調度中心的通信方式也是非常靈活的，可以通過光纜也可以通過GPRS無線方式等將數(shù)據(jù)上傳給調度中心，其靈活性和可靠性可以確保該系統(tǒng)安全地運行。LN2000-RTU系統(tǒng)實際上是DCS系統(tǒng)LN2000在環(huán)保數(shù)據(jù)采集上的一種典型應用。
3.1整體網(wǎng)絡結構
3.1.1綜合終端與主站的通信接口
綜合終端與主站的通信直接通過調度數(shù)據(jù)網(wǎng)生產(chǎn)控制大區(qū)II區(qū)與主站實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。信息交換模式如下：（1）實時數(shù)據(jù)傳輸：采用DL/T 634.5104-2009規(guī)約，實現(xiàn)電廠采集的實時數(shù)據(jù)、運行信息及計算量和人工錄入量的上送，交換頻度為實時交換；（2）歷史數(shù)據(jù)傳輸：采用DL/T 634.5104-2009規(guī)約，擴展歷史數(shù)據(jù)召喚功能，實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)帶時標傳輸。
3.1.2綜合終端與采集裝置通信接口
綜合終端與采集裝置通信采用CAN現(xiàn)場總線方式。采集裝置可以安裝在綜合終端附近，也可以安裝在現(xiàn)場環(huán)保設備附近。若干采集裝置之間采用串聯(lián)方式至綜合終端，易于擴展。
3.1.3采集裝置與環(huán)保設備通信接口
采集裝置與環(huán)保設備通信，可以使用串口通信模式，也可以采用接收硬接點輸出4~20mA類型方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。
3.2 硬件設計
子站配置的設備包括綜合終端、操作員工作站、現(xiàn)場通信設備、采集裝置、調度數(shù)據(jù)網(wǎng)設備（路由器、交換機）等。子站既可以一體化設計，集中組屏，也可以按功能綜合配置，分散安裝。整個電廠的實時數(shù)據(jù)僅通過綜合終端與主站通信，完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能。
3.2.1 綜合終端
綜合終端配置2臺，支持冗余熱備用，一套工作，另一套熱備用。主備機支持與主站同時通訊功能，在硬件結構上無風扇，無硬盤。供電電源為兩路，可以實現(xiàn)無縫切換，在操作界面上有供電電源狀態(tài)監(jiān)視，任一路失電均報警。支持IEC60870-5系列、MODBUS、部頒CDT等標準協(xié)議，其他可提供文本的通信規(guī)約。支持接收主站校時命令；支持與電廠時鐘監(jiān)測裝置對時命令；具備為2個主站穩(wěn)定、可靠傳送數(shù)據(jù)的功能。其操作系統(tǒng)為QNX系統(tǒng)，操作系統(tǒng)軟件為漢化，便于維護。與操作系統(tǒng)和硬件配套的的各種驅動軟件、管理軟件和診斷軟件等配備完整。
綜合終端安裝在電廠當?shù)兀c現(xiàn)場脫硫、脫銷、除塵設施、當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)、采集裝置等設備通信讀取實時信息，對實時信息定時采樣形成歷史數(shù)據(jù)存儲在綜合終端中，并將實時數(shù)據(jù)通過調度數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳到主站，同時支持主站召喚其存儲的歷史數(shù)據(jù)。
3.2.2操作員站
操作員站配置1套，主要用于監(jiān)視實時及上傳數(shù)據(jù)，人工數(shù)據(jù)錄入，數(shù)據(jù)報警等，其性能及特點：CPU:雙核，2.66GHZ；2G內存；500G硬盤；512MB顯存；網(wǎng)卡：10/100/1000Mb Base-T*2；22”寬屏液晶顯示器。
3.2.3 網(wǎng)絡交換機
局域網(wǎng)網(wǎng)絡交換機配置2臺，其性能及特點：支持冗余電源輸入；交換容量>2G（全雙工狀態(tài)），整機包轉發(fā)率>3Mpps；24個100/1000M自適應以太網(wǎng)接口；支持靜態(tài)路由協(xié)議，支持VLAN、生成樹、組播和其他基本二層功能；支持QoS和網(wǎng)絡管理。
3.2.4 采集裝置
采集裝置根據(jù)每個電廠實際情況按需配置，滿足冗余采集的要求。
采集裝置主要有兩種類型設備：（1）LN-COM模塊：兩路互為冗余的24V供電電源,其電源隔離電壓為1000VDC；兩路冗余CAN通訊接口連接至綜合終端；兩路RS485串行通訊接口用于與系統(tǒng)外通訊，接口的通訊速率可以選擇4800bps/9600bps/19200bps/38400bps，在LN-COM模塊內可以實現(xiàn)AI、AO、DI、DO四種虛擬模塊用于與系統(tǒng)外通訊時接收和發(fā)送模擬量、開關量信號；同時設計有通訊狀態(tài)指示燈、通訊斷路報警繼電器輸出，用于指示模塊工作狀態(tài)，四個按鍵與液晶顯示器組合，可以用來組態(tài)與查看模塊工作參數(shù)及運行狀態(tài)。見圖3.
（2）LN-AI模塊：兩路互為冗余的24V供電電源,其電源隔離電壓為1000VDC；兩路冗余CAN通訊接口連接至綜合終端；8路雙端模擬量輸入通道，接收信號為4~20mA，各路之間電氣隔離，采用了12位分辨率A/D；在LN-AI模塊內測量回路有兩種供電方式：內供電方式和外供電方式，其中內供電方式是指模塊為變送器提供24V供電；同時設計有面板指示燈面板，用于指示模塊工作狀態(tài)。見圖4。
