(江苏新海发电有限公司，江苏 连云港 222023 )

0 引 言

在火力发电企业的生产过程中，脱硫、脱硝、除尘等环保的数据上传系统主要为采集设备、发送服务器，其作用是完成所有监控点数据的采集、存储、发送，如此重要的设备在长期运行过程中难免会出现计算机死机、程序故障、电源系统掉电等突发故障，使得所有功能无法实现。目前，国家环保部门对环保数据连续、可靠性要求越来越严格，环保在线数据异常将直接影响企业经济效益。采用双套数据冗余终端是一种较为有效方式，可以解决由于计算机硬件故障、操作系统崩溃或网络故障等无法恢复的情况造成的数据记录和传输失败的问题，能够通过数据互为冗余的方式使故障状态下的数据保持完整性，使得数据监测、存储及数据上传功能更加可靠稳定从而大大降低了系统失效的风险。

1 问题的提出

目前某火力发电厂4台机组环保实时监控信息均通过唯一数据传输通道与上级电监办及环保部门实现数据通讯，之前采用的数据传输通道模式是由多个串联的子系统构成：SIS服务器→采集服务器1(电厂侧)→正向网络隔离装置→采集服务器2(省调侧)→调度数据网。如图1所示。

图1 环保数据传输通道示意图

由于采集服务器1至采集服务器2的数据传输为非冗余配置，这种数据传输通道相当脆弱，及其容易造成环保数据上传中断。目前出现过的异常情况主要有以下几种：(1)服务器1、2出现死机、断电；(2)配合隔离装置发送数据的程序卡死、退出；(3)网络隔离装置硬件故障；(4)系统采集程序异常；(5)系统发送程序异常；(6)网线插口松动等。

信号数据传输失败，有时发生在白天，有时发生在夜间，维护人员必须及时赶到并立即处理恢复。在机组2011年投运初期，系统工作相对稳定，17年以来故障现象逐渐增多，尤以服务器程序死机现象较多，重启后又恢复正常，维护人员工作量较大。当相关硬件设备如网络设备出现故障时，没有备件短时间内无法恢复系统正常，都曾严重影响环保经济考核。

因此，如何保障实时数据通讯安全可靠及如何解决数据上传中断问题是我们需要突破的方向。

2 解决方案

虽然一度通过服务器换新，软件升级，网络设备换新等手段，短期内系统运行很好，但偶尔出现的数据拥堵情况依然造成数据上传中断。通过多方论证，我们认为采用实时数据冗余控制是一种行之有效的技术实现方案。

冗余控制，严格讲是采用一定或成倍量的设备或元器件来组成控制系统进行控制。当某一设备或元器件发生故障而损坏时，它可通过硬件、软件或人为方式，相互切换作为后备设备或元器件，替代因故障而损坏的设备或元器件，保持系统正常工作，使控制设备因意外而导致的停机损失降到最低。冗余设计相应的可根据系统组成对每个部分均作冗余设计，同时，也可根据实际运行情况仅对容易出现故障的组成部分进行冗余设计。可以避免由于相关部分故障引起的长时间停机，具有设计安装周期短，成本较低等优点。

解决方案具体内容：综合考虑各方面因素，本设计方案对采集、发送服务器及监控软件、数据传输设备作了冗余设计，将服务器和网络设备及线路等意外而导致的系统失效的风险降到最低。

增加一套冗余并行采集发送装置，通过IBMX3850 X6服务器同步从SIS系统交换机上调用数据，将数据通过SysKeeper2000隔离网闸，发送到外网服务器再经调度三区交换机发送至方天监控中心。两套数据处理终端采用完全相同的服务器及所使用的工程文件软件，两台主机的版本一致，所存储的数据在同一时间段内的数据内容相同、数据格式相同、数据大小相同，包括分钟数据，日、月、年数据，通过采集时间的一致性来解决数据的一致性问题。

新增采集发送装置与原系统同步接收数据，并通过本机自带的NJXY-RM-S808冗余监测软件，保持对原系统的实时监控，可以实现两套采集发送软件之间的自动切换，以提高上传数据通讯的可靠性，它是保障数据正常传输配置方案的另一种形式。当设备及线路发生异常时能够不发生数据中断，并有充足的时间来处理故障，是有效解决环保考核的有效途径。

示意图如图2所示：黑框中为新增冗余设备。

3 应用案例

某火力发电厂对脱硫、脱硝及除尘数据上传系统进行改造，实时监控远程终端系统采用了环保实时数据传输冗余系统。

改造后系统拓扑图如图3所示。

硬件上设置两套内网采集服务器1和2、两套正向网络隔离装置1和2、两套外网采集服务器1和2，整体网络采用以太网结构，在上传设备硬件上实现冗余。同时上传数据分别取自镜像服务器和内网服务器，在数据内容及通道上也实现冗余。对于导致数据上传故障点尽量做到全覆盖。

图2 冗余配置的数据上传系统示意图

图3 冗余系统拓扑图

在硬件软件安装调试结束后，对整个冗余装置性能做了冗余切换试验，以验证在各种模拟故障情况下，冗余系统是否能达到保持数据传输正常，并及时发出短信报警。

通过切换试验验证，实现对本机和外网采集服务器1(主)的软硬件运行状态上的在线监测功能，系统完全能够达成一台工作，另一台进行冗余保护的功能要求，保障了环保数据发送的可靠性，大大提高了环保实时监控数据采集传输系统的稳定性，有效避免因设备故障造成的环保考核。

在改造完成后，系统正式投用后，该系统已经成功的进行了多次冗余切换操作(故障原因为内网服务器1(主)故障，外网采集服务器1(主)软件死机、SIS交换机插口故障等)，上传数据始终处于连续畅通状态，改造项目收到了明显实效。

通过这套冗余通讯系统设施的投入使用，使脱硫、脱硝及除尘系统的重要环保监控数据信号，在日常传输中不再出现环保数据中断或者丢失的现象，并能及时的向指定的相关工作人员发送短信，实时反映系统的运行状态和故障诊断内容。这套冗余数据传输系统功能的应用已取得了很好的实际作用。

4 结束语

由于国家环保部门的重视，迫使火电厂的环保数据传输系统引进了冗余，冗余设计能最大程度地保证系统的稳定性和可靠度。本次以冗余监测软件与环保实时数据传输系统相结合，实现数据冗余上传系统改造的实践，可以说明环保数据远程终端系统进行冗余传输的方案是可行且效果明显，对电监办及环保部门实现对各单位脱硫、脱硝及除尘数据监管和提高环保数据分析都是有着重要的意义。