安徽天康（集團）股份有限公司DCAP-4000發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（ECMS），是應(yīng)用計算機、信號處理、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)通信、繼電保護等技術(shù)，實現(xiàn)對發(fā)電廠內(nèi)發(fā)電機、變壓器、電動機、饋線等電氣設(shè)備及電氣自動裝置（智能設(shè)備）的測量、控制、保護、計量、監(jiān)視、故障分析、二次設(shè)備運行維護管理等功能。ECMS系統(tǒng)實現(xiàn)了發(fā)電廠電氣系統(tǒng)監(jiān)控、保護、管理、維護等功能，是電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)。

    該系統(tǒng)可以部分或全部代替監(jiān)視控制二次硬接線，通過通信或部分硬接線與DCS協(xié)調(diào)工作，并通過通信接口實現(xiàn)與電廠的MIS、SIS等自動化系統(tǒng)交換信息，實現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、增強系統(tǒng)功能、減輕運行維護工作量的目標，從而大大提高火電廠的整體自動化水平和運行管理水平，進而提高電廠在發(fā)電市場的競爭能力。

    本系統(tǒng)適用于1000MW及以下各種容量機組的電氣系統(tǒng)。

    是我公司自主開發(fā)的國產(chǎn)*套ECMS系統(tǒng)。該系統(tǒng)在國內(nèi)保持著多個*：華電山東萊城電廠，國內(nèi)*個300MW新建機組系統(tǒng)；華能河南沁北電廠，國內(nèi)*個600MW超臨界機組系統(tǒng)；國華浙江寧海電廠，國內(nèi)*個1000MW超超臨界機組系統(tǒng)；云南巡檢司電廠，國內(nèi)*個用工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)*取代傳統(tǒng)硬接線方式，實現(xiàn)全通信控制的系統(tǒng)。

    截至2008年，該系統(tǒng)目前已應(yīng)用于300MW及以上機組近兩百套，其中600MW及1000MW機組70余套，在國內(nèi)*，并出口至印度、巴基斯坦等國家。

相關(guān)主要產(chǎn)品：

• DCAP-4000發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)后臺軟件系統(tǒng)
• ECM-5900系列通信管理單元
• WDZ-5200系列微機廠用電綜合保護測控裝置
• LPC1/LPC3系列低壓綜合保護測控裝置

系統(tǒng)主要特點                                                                         

優(yōu)化的整體設(shè)計方案                                                         

    系統(tǒng)實現(xiàn)了全廠電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、測量、繼電保護、控制等基本功能，并可實現(xiàn)電度計量、遠程抄表、自動報表管理、故障信息管理、發(fā)電機運行狀態(tài)監(jiān)視、小電流接地選線等功能。

• 站控層及通信管理層組態(tài)一體化設(shè)計，保證組態(tài)功能一次完成，系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試方便。同時在操作界面上符合電廠運行人員習慣；
• 從整體上考慮的系統(tǒng)通信體系及通信機制，保證間隔層、通信層、站控層之間的通信高速可靠，同時提供了開放的與DCS及SIS、 MIS等的接口。
• 統(tǒng)一系統(tǒng)時鐘，10kV/6kV保護測控裝置支持IRIG-B等對時方式，對時精度為1ms。
• 工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相結(jié)合的技術(shù)實現(xiàn)站控層和通信管理層的分層邏輯閉鎖功能。
• 系統(tǒng)具有高精度電能計量及自動抄表功能，可用于內(nèi)部計量考核。
• 系統(tǒng)具有廠用電保護信息系統(tǒng)子站功能，實現(xiàn)廠用電系統(tǒng)故障信息及故障波形的采集、分析功能，為保護人員進行事故處理提供幫助。還可接入其它保護設(shè)備如發(fā)變組保護、起備變保護等，完成全廠的保護信息子站功能。
• 系統(tǒng)具有微機五防系統(tǒng)功能（一體化五防系統(tǒng)）；

*靈活的通信方式                                                          

• 站控層網(wǎng)絡(luò)采用100M/1000M以太網(wǎng)，并配以適應(yīng)工業(yè)控制場合應(yīng)用的高可靠性交換機、網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，構(gòu)成系統(tǒng)*的通信平臺；
• 通信層及間隔層支持工業(yè)以太網(wǎng)，并支持PROFIBUS現(xiàn)場總線、CAN總線、RS485等通信方式。支持經(jīng)認證的PROFIBUS DP-V1規(guī)約，以及MODBUS規(guī)約等。
• 站控層、間隔層支持雙網(wǎng)熱備運行方式。系統(tǒng)采用、新穎的算法同時收取雙網(wǎng)數(shù)據(jù)并甄別數(shù)據(jù)的有效性，故障時不需切換網(wǎng)絡(luò)，消除了由于網(wǎng)絡(luò)切換而帶來的數(shù)據(jù)丟失和重復(fù)問題，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩院桶踩煽啃裕?/li>
• 自行開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備采用工業(yè)級芯片，交、直流供電，機架式安裝結(jié)構(gòu)，滿足二次設(shè)備電磁兼容標準；

高實時性系統(tǒng)                                                               

    DCAP-4000發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)采用了多種方法和技術(shù)來保證了數(shù)據(jù)的實時性能，可*全通信控制的實時性要求。

• 10kV/6kV保護測控裝置、380V保護測控裝置采用高性能32位DSP及32位微處理器，通信選用高速現(xiàn)場總線，zui高速率12Mbps，常規(guī)速率大于100Kbps。
• 通信層采用以64位微處理器芯片自主開發(fā)的通信管理單元，硬件采用多CPU智能結(jié)構(gòu)，軟件采用*的VxWorks嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，以及高速工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線，構(gòu)成*的通信平臺。
• 站控層網(wǎng)絡(luò)采用100M/1000M以太網(wǎng)，通過實時數(shù)據(jù)庫與商用數(shù)據(jù)庫結(jié)合技術(shù)、專為發(fā)電廠公用段數(shù)據(jù)分發(fā)開發(fā)的快速智能網(wǎng)橋技術(shù)，提供了快速數(shù)據(jù)訪問、負載自動均衡的高速網(wǎng)絡(luò)。
• 站控層和通信管理層均采用了事件觸發(fā)方式的數(shù)據(jù)處理機制，在*時間快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)的響應(yīng)。事件包含了SOE事件、保護動作事件、自診斷事件等。
• 典型實時性參數(shù)：
  • 遙信變位到ECMS數(shù)據(jù)庫（后臺畫面）：≤1秒
  • 模擬量變化到ECMS數(shù)據(jù)庫（后臺畫面）：≤1.5秒
  • 遙控命令（ECMS主站發(fā)命令到就地設(shè)備執(zhí)行）：≤0.5秒
  • 裝置4-20mA接口數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間（到ECMS數(shù)據(jù)庫）：≤1.5秒
  • DCS遙控命令到返回DCS畫面時間：≤2秒
  • 模擬量（含4-20mA）變化至DCS數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間：≤2秒

高可靠性、安全性                                                           

• 間隔層10kV/6kV保護測控裝置，380V保護測控裝置均有*的屏蔽、隔離等措施，均通過了zui高等級的電磁兼容試驗，抗*力強。
• 系統(tǒng)采用了大量冗余與容錯技術(shù)。包括了雙現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、站控層雙以太網(wǎng)、站控層設(shè)備冗余、雙通信管理機設(shè)計、DCS通信通道冗余等多方面措施。
• 自診斷與自恢復(fù)。間隔層設(shè)備、通信管理層設(shè)備及站控層設(shè)備均具有自診斷能力，包括了通信質(zhì)量的診斷、數(shù)據(jù)錯誤診斷、硬件故障診斷等方面。同時在間隔層和通信管理層還采用了軟件看門狗和硬件看門狗相結(jié)合的技術(shù)，提高了自恢復(fù)能力。通信管理層和站控層采用了雙機模式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)差異備份和數(shù)據(jù)自恢復(fù)功能。
• 除防火墻、殺毒軟件等保護措施，系統(tǒng)使用了網(wǎng)絡(luò)分段、通信端口、特殊數(shù)據(jù)包格式、加密的數(shù)據(jù)算法等方法提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩?。并通過權(quán)限管理、邏輯閉鎖、防誤等方法提高了運行操作的安全性。

開放式系統(tǒng)                                                                 

    站控層系統(tǒng)支持DCS廠家等第三方軟件的嵌入，提供二次開發(fā)接口。通過開放客戶/服務(wù)的中間層開放對數(shù)據(jù)庫的訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的開放。

• 通信管理層提供二次開發(fā)接口，支持其它保護及智能設(shè)備廠家的設(shè)備接入。
• 使用標準、通用的通訊部件和協(xié)議（如：OPC服務(wù)、MODBUS），保證系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)與外界互聯(lián)的開放性，支持各種基于不同協(xié)議的設(shè)備與系統(tǒng)的互聯(lián)。

典型組網(wǎng)方案                                                               
 

    上圖是一個雙機加公用系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)圖，圖中只示意了1號機組及公用部分的設(shè)備布置，2號機與1號機相同。系統(tǒng)的站控層包含了一對冗余的服務(wù)器、一臺工程師站、一臺操作員站及與SIS、MIS、DCS通信用的通信網(wǎng)關(guān)機；在通信管理層包含了多對冗余的通信管理單元；通信層與站控層之間采用冗余的工業(yè)以太網(wǎng)，而在通信管理層與間隔層之間則采用冗余的現(xiàn)場總線進行通信。公用設(shè)備通過智能網(wǎng)橋設(shè)備，分別連接到1號機系統(tǒng)和2號機系統(tǒng)。

    ECMS與DCS之間采用了2種通信方式：通信管理機采用現(xiàn)場總線與DCS的DPU通信，把重要數(shù)據(jù)上送的DCS，并可完成DCS遙控功能。站控層的網(wǎng)關(guān)機采用以太網(wǎng)與DCS的主站進行通信，完成其它數(shù)據(jù)的傳輸。通過這兩種方式的結(jié)合，保證了ECMS與DCS之間數(shù)據(jù)的實時性也滿足了數(shù)據(jù)量的需求。

    在該系統(tǒng)中，DCS所需的所有信息均由ECMS上送，DCS采用傳統(tǒng)的硬接線方式控制重要的電動機，而電源及非關(guān)鍵電動機的控制則采用通信方式由DCS向ECMS發(fā)出遙控命令來實現(xiàn)。

    此外，ECMS系統(tǒng)也支持全通信控制方式。

系統(tǒng)功能                                                                               

• 實時數(shù)據(jù)采集與處理

• 配合DCS分層實現(xiàn)控制邏輯閉鎖
• 通過標準通信協(xié)議與DCS、SIS、MIS通信
• 支持Profibus DP V1協(xié)議的開放式現(xiàn)場總線
• 間隔層裝置軟件可編程
• 數(shù)據(jù)庫組態(tài)與畫面生成
• 圖形化的人機界面
• 一體化五防
• 圖形順控
• 邏輯圖閉鎖
• SCADA
• 事件告警
• 報表
• 操作票
• 歷史數(shù)據(jù)管理 
• 實時曲線和歷史曲線
• 光字牌 
• 小電流接地選線
• WEB服務(wù)
• 故障錄波分析
• OnCall
• 定值管理