上燃安薩爾多機型控制系統體系結構及硬體

最新 02-25

ABB為上海電氣燃氣輪機提供控制系統

2017年4月13日，ABB宣布與上海電氣燃氣輪機有限公司(上海電氣與安薩爾多共同成立的合資企業)達成協議，將為其燃氣輪機提供控制、監測與保護系統。協議的簽署將有助於上海電氣燃氣輪機有限公司長期發展戰略的實施。

ABB為上海電氣燃氣輪機有限公司提供的ABB Ability SymphonyPlus 平台解決方案將集強大的計算能力和靈活性於一身，並能兼容最先進的通信標準和設備。

ABB Ability SymphonyPlus控制系統的可擴展性和標準化設計使其既適用於現有燃氣輪機，也適用於開發中的機型。SymphonyPlus控制系統的智能化運行，讓所有應用更高產、更靈活、更高效且對環境更加友好。

ABB Ability SymphonyPlus是ABB大獲成功的Symphony控制系統家族的最新一代產品。在過去的35年中，超過6800套Symphony控制系統被安裝於全球發電和水處理等領域，其中在過去六年，該系統所服務的新增電力裝機容量超過60吉瓦,這也使得Symphony系統成為全球應用最廣泛的分散式控制系統之一。此外，ABB還將性能計算與診斷、狀態監測、模擬系統、火焰檢測儀錶和電氣設備等更多的產品和技術納入到雙方合作中，從而為上海電氣燃氣輪機公司的項目帶來更高的技術完整性及成本競爭力。

自1974年起，ABB還與安薩爾多能源集團開展過類似合作，向其新燃氣輪機提供全套控制、監測與保護系統。

ABB在中國的北京、義大利的熱那亞和美國賓夕法尼亞州的匹茲堡三地設有蒸汽輪機和燃氣輪機控制能力中心。

Symphony Plus 控制系統簡介

Symphony Plus針對滿足全球市場發電行業用戶的需求而設計，融合IT技術和專業知識的一套開放式控制系統，可在統一平台上集成ABB 多種控制設備和產品。它配備了大多數通用的標準通訊介面及專用介面，大大增強了與其它控制設備的數據交換能力，是將過程式控制制和企業管理融為一體的新一代分散式過程式控制制系統。

最新的Symphony Plus系統以其合理的系統結構、強大的帶載能力、豐富的控制軟體、充分體現現代意識的人機介面、得心應手的設計及維護工具和開放的通信系統，以其能夠適應多種過程式控制制、數據採集、過程管理、市場運作等特點，而有著廣泛的應用領域。

在過去的30年中， ABB秉承「漸進而不淘汰」的理念，一直在發展Symphony系列產品，確保每一代新產品都是對前一代產品的發展，並能向下兼容。SymphonyPlus系統充分體現了ABB以用戶為中心的理念，大限度的保護用戶的現有資產。

Symphony Plus（簡稱S+）是ABB將Symphony 的成功推向新階段的產品，能滿足各種用戶對性能的要求：維護與操作、工程、IT 與管理；而且能解決發電和水行業所面臨的關鍵問題：工廠產能、能源效率、操作安全、廠安全，以及用戶成本。因循「漸進而不淘汰」的理念，系統硬體被設計為兩種安裝形式：導軌式和機架式。即S+DIN和S+Rack。從目前國內在建項目看，上海電氣安薩爾多AE94.3A機型控制系統採用的是S+DIN，因此本文檔僅描述導軌式Symphony Plus DIN產品系列。

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Symphony Plus 系統的網路體系結構

在控制系統中，為更好地把數據傳遞至相應的節點，S+系統通信網路採用了多

層各自獨立的網路結構。

在網路結構中包括兩個網路層，它們分別為：

· 上位機網路層：操作網路Operation Network （Onet）；

· 過程數據網路層：控制網路Control Network （Cnet）；

S+上位機網路為標準乙太網，使用標準乙太網交換機，需要兩個獨立的乙太網絡，兩個乙太網絡的IP地址是兩個獨立的網段。在標準乙太網絡上運行ABB專用的冗餘乙太網協議RNRP，實現乙太網冗餘。上位機系統接入節點通常有以下幾種：

1、Server

Server 為系統的主伺服器，系統所有的組態、信息都存儲在Server中。Server通過乙太網連接操作網路 (Onet) ，通過PNI800模件連接Cnet。Server可以

實現多個冗餘。

2、歷史站

歷史站用於存儲長期的歷史數據，並具有性能計算功能。歷史站可以單個配置，也可以冗餘配置，最多為兩個歷史站冗餘。歷史站可以與Server共用一台計算機，也可以獨立安裝。

3、介面機

介面機作為與第三方系統或PLC的介面，支持Modbus RTU，Modbus TCP，IEC870-5-101/103/104，DNP 3.0和OPC等協議。通訊數據直接進入上位機系統，可以實現雙向的監視和操作，一般不進入控制器參與控制邏輯。

4、客戶端

客戶端作為系統的窗口用於交互，調用畫面、趨勢、報警、報表等。客戶端總

數最多為32個。

過程數據網路

控制網路是信息傳遞的通訊高速公路，S+的通訊系統組成部分包括Plant

Network(PN800),SOE時間同步網路和Harmony 通訊匯流排(HN800), 每個組件在系統內執行專門的功能。

1、PN800

S+控制網路採用兩條獨立的快速乙太網來連接控制器、S+ Operation伺服器等

設備，稱之為PN800 (Plant Network) ，傳輸速率100M。在PN800網路上連接的節點可以是HPC800控制器，網路介面模件(PNI800)，或運行人機介面軟體的計算機這些設備都通過兩個獨立的乙太網口連接到PN800網路，稱為雙連接節點(DAN: DualAttached Node)。

為了實現實時、不間斷的網路通訊傳輸，PN800網路採用了先進的並行冗餘協

議(PRP:IEC 62439 Parallel Redundancy Protocol, 2010 version)。PRP協議不

會改變活動拓撲，它以兩個獨立的網路同時工作。每個通訊幀會在發送端進行複製，同時在兩個網路上傳輸。接收端會處理先到達的通訊幀，並丟棄後續到達的複製幀。PRP 層負責複製/棄功能，並對上面的網路層次隱藏這兩個網路。這種模式不需要重配置和切換，因此沒有不可用的時間段。