九峰电厂自动化监控系统的网络架构

九峰电厂自动化监控系统的网络架构

王淑芳

（金华市源水水资源投资开发建设有限公司浙江金华321075）

摘要：为了适应日新月异的网络技术及不断提升的用户需求，设计和实施新型的网络架构势在必行。在原有电厂监控系统安全、可靠地基础上从真正的意义上实现了远程读取电厂实时数据的功能。

关键词：网络远程数据库实时数据

0引言

近年来网络技术日新月异，电厂的网络架构的需求也越来越高。现在的局限于电厂范围内的读取实时数据已经满足不了客户的需求，各种终端设备（比如笔记本电脑、手机等移动设备）远程的实时数据查看的功能的实现势在必行。

1九峰水库及电厂的概述

九峰水库位于金华市婺城区境内，钱塘江上游衢江支流厚大溪上，距金华市区35km，是以防洪、灌溉为主，结合供水、发电等综合利用水利工程，水库大坝最大坝高66.5m，总库容9805万m3，正常蓄水位140m，校核洪水位（2000年一遇）147.78m。九峰水库大坝主体工程于2004年12月28日开工，2010年9月28日水库封孔蓄水。

九峰电厂装设HLA551-LJ-105水轮机，配额定功率3200kW型号SF200-12/2600立式发电机组二套；HLA678-WJ-50水轮机，配额定功率400KW型号SFW-J400-6/850卧式发电机组一套。总装机6800kW，机组额定水头44m，多年平均发电量1437万kW•h。输电线路送出电压等级采用35kV，输电线路全长8.03km，送至蒋堂变。电厂于2011年8月5日投入试生产运行。

2监控系统

九峰电厂是采用GE公司的ifix组态软件来作为上位机的监控系统，ifix集强大功能、安全性、通用性和易用性于一身，利用其本身各种专利技术，可以帮助自动化监控系统更快、更准确的工作。现在采用ifix的自动化监控系统一般采用以下的网络架构来使其工作和运行。

①普通的网络架构

目前的电厂一般由主控机部分和通讯机部分组成。主控机部分可以实现电厂设备的控制、各个设备数据的读取以及和通讯机通讯的功能，组态监控软件就运行在其上。通讯机部分则是将主控机部分通讯上来的数据进行整合、打包并通过电力猫和电力局远程终端发送至调度中心，实现调度实时电厂数据的功能。处于数据以及电厂操作的安全的考虑，普通的网络架构只涉及到电厂内部架构的网络，网络独立自称体系，与电力局调度的网络则通过串口单向向外发送数据完成与电厂内部网络完全隔离。所以要通过外网读取电厂的实时数据就与电厂网络的独立性、安全性产生了冲突。具体网络架构图如图一所示：

图一

②九峰电厂先前的网络架构

由于九峰电厂是由机组数据及大坝的水位水情数据等组成，需要大坝的水位数据传至电厂的通讯机，送往调度中心。具体架构如图二所示：

图二

通讯机整合数据并通过串口发送往电力猫，后由电力猫通过电力局的远程终端送往调度中心。

③应用于互联网的网络的架构

由于九峰地理位置较偏，需要通过互联网络直接访问并显示电厂的实时数据。但若将图二中的电厂控制内部网络直接接入互联网中，则很有可能会承受数据外泄、病毒感染等风险。所以直接接入互联网中的方法不可行。

出于安全性的考虑，配置了一台电脑作为远程服务器，由此台电脑直接接入外网，而远程服务器与图二的网络之间的通讯是由通讯终端机通过串口来发送数据，远程服务器则负责接收和存储。具体网络架构如图三所示，各个设备主要实现以下的不同功能。

图三

九峰操作机，在九峰电厂中操作机通过交换机连接到各个屏柜的Nport上，再由Nport接入各个设备，实现九峰电厂的控制和数据查询。

水情机，是由九峰水情监控系统提供的一台PC，通讯终端通过其来读取水情的数据。

通讯终端，通过九峰电厂的交换机来读取和整合九峰电厂、水情的数据，打包并通过1号串口和电力猫发送往调度中心，通过二号串口发送往远程服务器。

远程服务器，通过串口接收通讯终端发送过来的数据，并存入该机器中的数据库内，另一端通过九峰电厂的路由器连入外网。使外网可以通过各种终端访问其数据库，并显示实时数据的功能得以实现。

通过串口单向发送数据则杜绝了病毒和数据外泄的干扰，只选择需要查看的数据进行收发。即保证了电厂监控系统的安全又实现了远程读取数据的功能。

④外网读取的方法

如图三的网络架构完成以后，面临的问题是如何通过接入外网的路由器来访问远程服务器中的数据库。

首先，确认数据库SQLserver2000SP3以上版本，SQL2000有SP1、SP2、SP3、SP4等多个版本，在SP3之前的版本不支持远程数据库的操作。查看SQL版本可以使用查询分析器连接到SQLserver2000后运行“SELECTSERVERPROPERTY（'productversion'），SERVERPROPERTY（'productlevel'），SERVERPROPERTY（'edition'）”若版本号为2000.80.760.0以下则为SP3以下版本，若要进行远程操作则需要打上SQLserver2000的SP3补丁。

在确认SQLserver2000数据库为可以正常的进行远程操作的版本后，设置SQLserver网络实用工具TCP/IP的属性的默认端口，一般设置为1433。

由于改远程服务器是通过九峰电厂的路由器连接上外网的，所以还需要对九峰电厂的路由器进行设置。路由器一般带有端口映射功能，端口映射就是常说的NAT地址转换的一种，其功能就是把在公网的地址转翻译成私有地址。进入路由器后找到转发规则中的虚拟服务器，IP地址栏写上远程服务器的IP地址，服务器端口填写为SQL所设置的端口地址上文为1433，单击保存，重启路由器，完成路由器的设置。

在所有的设置完成后，对设置是否起作用需要进行检测。在开始菜单的运行里面输入cmd进入DOS系统输入命令netstat–an来查看本机的1433端口是否开放，返回端口列表若有1433端口则SQL设置已成功，然后用telnet+本机IP地址+1433来测试通过路由是否能访问到服务器的1433端口，若成功则路由设置已完成。

最后在外网进行数据库访问的操作。访问数据库的语句为“PROVIDER=SQLOLEDB；SERVER=路由器IP，1433；UID=用户名；PWD=密码；DATABASE=数据库名”这样就能实现远程的数据库读取以及操作。

3、结语

就目前的手机越来越智能化，移动设备越来越多功能趋势来看，将来手机、pad等移动终端需要查看电厂的实时数据也必将成为大多数电厂的监控需求之一。而采用上文的网络架构则可以轻松的实现该功能。但是由于数据库加密等安全性方面，还需要进一步的完善和改进。