輸煤監(jiān)控方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸煤監(jiān)控方法及其系統(tǒng)，該輸煤監(jiān)控方法包括如下步驟：每臺輸煤設(shè)備分別與一個(gè)現(xiàn)場總線分控裝置連接通訊；所有的分控裝置按規(guī)則分組，每組分控裝置通過現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置串接通訊；多個(gè)主控裝置之間通過現(xiàn)場總線串接通訊，且主控裝置通過中繼器與站控裝置連接通訊。本發(fā)明能夠節(jié)省硬件數(shù)量和安裝費(fèi)用，減少設(shè)備維護(hù)開銷，使用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，提高抗干擾能力。
【專利說明】輸煤監(jiān)控方法及其系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電廠輔助系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種輸煤監(jiān)控方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]輸煤監(jiān)控系統(tǒng)在電廠輔助系統(tǒng)中具有環(huán)境最惡劣、系統(tǒng)最分散、控制規(guī)模相對較大等特點(diǎn)，使用的電纜及安裝輔件量大，安裝及調(diào)試量大，維護(hù)量也不少。輸煤監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀目前主要問題是:1、環(huán)境惡劣、溫差大、灰塵多；2、被控設(shè)備多；3、范圍廣、距離長；4、電纜數(shù)量多等。而我們傳統(tǒng)的輸煤監(jiān)控系統(tǒng)是采用DCS/PLC控制，也是目前的主流，其形式是:一般根據(jù)皮帶的多少，設(shè)置2-5個(gè)遠(yuǎn)程站；在轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)置控制柜，就近設(shè)備的信號接入控制柜端子，但這種柜子體積大，防護(hù)等級差，易積灰塵；遠(yuǎn)程站通過冗余的總線接入控制室主站。我們不難發(fā)現(xiàn)采用DCS/PLC有很多不足:由于輸煤現(xiàn)場環(huán)境惡劣、煤粉塵多、控制柜很容易積灰，時(shí)間長了很容易引起短路的現(xiàn)象；現(xiàn)場信號電纜接入遠(yuǎn)程站距離較長，不但電纜用量很大，而且過長信號電纜很容易引起電磁干攏，影響輸煤的穩(wěn)定運(yùn)行；系統(tǒng)擴(kuò)展難，即使留有備用I/O點(diǎn)，信號電纜也要重新敷設(shè)，改造擴(kuò)建過程中對原系統(tǒng)運(yùn)行造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，針 對上述采用DCS/PLC控制輸煤監(jiān)控系統(tǒng)困難的問題，本發(fā)明提出一種輸煤監(jiān)控方法及其系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明提出一種輸煤監(jiān)控方法，包括如下步驟:
[0005]每臺輸煤設(shè)備分別與一個(gè)現(xiàn)場總線分控裝置連接通訊；
[0006]所有的分控裝置按規(guī)則分組，每組分控裝置通過現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置串接通訊；
[0007]多個(gè)主控裝置之間通過現(xiàn)場總線串接通訊，且主控裝置通過中繼器與站控裝置連接通訊。
[0008]本方法中，分散的眾多輸煤設(shè)備與具有現(xiàn)場總線功能的分控裝置相連接通訊，且分控裝置通過現(xiàn)場總線與主控裝置相連接通訊，最后主控裝置通過現(xiàn)場總線與站控裝置相連接通訊，相互之間傳遞信息，從而實(shí)現(xiàn)利用現(xiàn)場總線技術(shù)控制所有輸煤設(shè)備的目的。
[0009]下面對其進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明:
[0010]優(yōu)選的是，每臺輸煤設(shè)備與已有的或新安裝的具有總線模塊的電控箱連接通訊。即為每臺輸煤設(shè)備安裝具有總線模塊的電控箱或者就近接入具有總線模塊的電控箱。
[0011]優(yōu)選的是，每組分控裝置通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置串行通訊。
[0012]優(yōu)選的是，多個(gè)主控裝置之間以及主控裝置與站控裝置之間利用冗余PROFIBUS-DP協(xié)議串行通訊，每個(gè)主控裝置與一個(gè)光纖中繼器連接通訊，多個(gè)光纖中繼器之間也利用冗余PROFIBUS-DP協(xié)議串行通訊。[0013]本發(fā)明還提出一種輸煤監(jiān)控系統(tǒng),其技術(shù)方案如下:
[0014]一種輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個(gè)輸煤設(shè)備，分別與每個(gè)輸煤設(shè)備電氣連接的現(xiàn)場總線分控裝置，與多個(gè)分控裝置通過現(xiàn)場總線串行通訊連接的主控裝置，以及與多個(gè)主控裝置通過現(xiàn)場總線通訊連接的站控裝置。
[0015]下面對其進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明:
[0016]優(yōu)選的是，多個(gè)分控裝置之間通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置串行連接。
[0017]優(yōu)選的是，多個(gè)主控裝置之間通過冗余PROFIBUS-DP電纜串行連接。
[0018]優(yōu)選的是，輸煤監(jiān)控系統(tǒng)還包括多個(gè)中繼器，每個(gè)中繼器通過PROFIBUS-DP協(xié)議將站控裝置與多個(gè)主控裝置連接。
[0019]優(yōu)選的是，中繼器為光纖中繼器，多個(gè)光纖中繼器之間采用冗余PROFIBUS-DP光纖串行連接。
[0020]優(yōu)選的是，站控裝置包括操作員站或工程師站，熱備通訊管理機(jī)或中央處理器，以及連接操作員站或工程師站和熱備通訊管理機(jī)或中央處理器的冗余工業(yè)交換機(jī)。
[0021]本發(fā)明具有如下突出的優(yōu)點(diǎn):
[0022]1、節(jié)省硬件數(shù)量和安裝費(fèi)用
[0023]現(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線十分簡單，一對雙絞線或一條電纜上可接多個(gè)設(shè)備，因此電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大較少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場控制設(shè)備時(shí)，無需增設(shè)就地控制設(shè)備至I/O站長距離電纜，可就近連接在已有的電纜上，既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。
[0024]2、減少設(shè)備維護(hù)開銷
[0025]由于現(xiàn)場控制設(shè)備具有自診斷與故障處理的能力，并通過數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便分析故障原因并快速排除，縮短了維護(hù)停工時(shí)間，同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，連線簡單而減少了維護(hù)工作量。
[0026]3、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)
[0027]工業(yè)現(xiàn)場總線是一種開放式的總線系統(tǒng)，用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設(shè)備來集成系統(tǒng)。避免因選擇了某一品牌的產(chǎn)品而被“框死” 了使用設(shè)備的選擇范圍，只要各設(shè)備采用相同的通訊協(xié)議或轉(zhuǎn)化為相同的通訊協(xié)議，就能集成在系統(tǒng)中。系統(tǒng)集成過程中的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在用戶手中。
[0028]4、提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性
[0029]由于現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與傳統(tǒng)離散控制系統(tǒng)相比，從根本上提高了測量與控制的精確度，減少了傳輸誤差。同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，設(shè)備與連線減少，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。
[0030]5、提高了抗干擾能力
[0031]由于總線控制方式采用的是數(shù)字串行通訊方式，電纜采用的是屏蔽雙絞線或特制的纜線，它的抗干擾能力比傳統(tǒng)控制方式更強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中輸煤監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。[0033]附圖標(biāo)記說明:
[0034]100-站控裝置，110-熱備通訊管理機(jī)或中央處理器(即熱備DPU或CPU)，120-操作員站/工程師站，130-冗余工業(yè)交換機(jī)，140-網(wǎng)線，200-主控裝置，201-主控裝置一，202-主控裝置二，203-主控裝置三，204-主控裝置四，220-冗余PROFIBUS-DP電纜，300-分控裝置，320-控制器局域網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備網(wǎng)(即CAN或DeviceNet)，400-光纖中繼器，410-冗余PROFIBUS-DP 光纖，500-B0P/DCS。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036]如圖1所不,本發(fā)明提出一種輸煤監(jiān)控系統(tǒng),包括多個(gè)輸煤設(shè)備,分別與每個(gè)輸煤設(shè)備電氣連接的現(xiàn)場總線分控裝置300，與多個(gè)分控裝置300通過現(xiàn)場總線串行通訊連接的主控裝置200，以及與多個(gè)主控裝置200通過現(xiàn)場總線通訊連接的站控裝置100。
[0037]通過將分散的眾多輸煤設(shè)備與具有現(xiàn)場總線功能的分控裝置300相連接，再將分控裝置300通過現(xiàn)場總線與主控裝置200相連接通訊，最后將主控裝置200通過現(xiàn)場總線與站控裝置100相連接通訊，從而實(shí)現(xiàn)利用現(xiàn)場總線技術(shù)控制所有輸煤設(shè)備的目的。
[0038]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和電廠控制水平的提高，現(xiàn)場總線技術(shù)在電廠中得到了廣泛應(yīng)用，其經(jīng)濟(jì)性、靈活性與實(shí)用性已得到了廣泛認(rèn)同。輸煤監(jiān)控系統(tǒng)作為火電廠中一個(gè)較大的輔助控制系統(tǒng)，近年來在現(xiàn)場總線技術(shù)方面的應(yīng)用上也積累了很多成熟的經(jīng)驗(yàn)。一種基于現(xiàn)場總線技術(shù)的輸煤監(jiān)控方法及其系統(tǒng)是解決目前輸煤監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀主要問題的途徑。
[0039]輸煤監(jiān)控系統(tǒng)包括站控裝置100。站控裝置100包括操作員站或工程師站120，熱備通訊管理機(jī)或中央處理器(即熱備DPU或CPU)110，以及連接操作員站或工程師站120和熱備通訊管理機(jī)或中央處理器110的冗余工業(yè)交換機(jī)130和網(wǎng)線140。站控裝置100作為站控層，利用操作員站/工程師站120對整個(gè)輸煤監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。利用冗余工業(yè)交換機(jī)130，操作員站/工程師站120對熱備通訊管理機(jī)或中央處理器110發(fā)出控制/動(dòng)作指令或者從其讀取數(shù)據(jù)信息。
[0040]輸煤監(jiān)控系統(tǒng)還包括多個(gè)與站控裝置100連接的中繼器，每個(gè)中繼器通過PROFIBUS-DP協(xié)議將站控裝置100與多個(gè)主控裝置200通訊連接，具體地即是將熱備通訊管理機(jī)或中央處理器(即熱備DPU或CPU)110與主控裝置200連接在一起，而熱備通訊管理機(jī)或中央處理器110能向作為主控層的主控裝置200發(fā)出操作指令或從中獲取信息。而且，此處的中繼器為光纖中繼器400，每一個(gè)光纖中繼器400與一組主控裝置200電連接，這里具有多組主控裝置(201、202、203、204等等)，則具有多個(gè)光纖中繼器400，而多個(gè)光纖中繼器400之間采用冗余PROFIBUS-DP光纖410串行連接。利用這種光纖通訊方式，能實(shí)現(xiàn)長距離的通訊控制。
[0041]與一個(gè)光纖中繼器400連接的一組主控裝置200包括有多個(gè)主控裝置(201、202等等)，這些主控裝置200之間通過冗余PROFIBUS-DP電纜220串行連接。這些主控裝置200就近連接在一起，接收來自站控層發(fā)出的信息和傳輸下層(即分控層)傳遞回來的信息。
[0042]而一個(gè)主控裝置200又與多個(gè)分控裝置300之間通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備網(wǎng)(即CAN或DeviceNet)320現(xiàn)場總線串行連接在一起，這些分控裝置300與輸煤設(shè)備電氣連接在一起。這些輸煤設(shè)備包括皮帶、三通、振動(dòng)器、除鐵器、滾軸篩、碎煤機(jī)、皮帶秤、犁煤器、除塵器、拉繩等等設(shè)備，而相應(yīng)地就有皮帶分控裝置、三通分控裝置、振動(dòng)器分控裝置、除鐵器分控裝置、滾軸篩分控裝置、碎煤機(jī)分控裝置、皮帶秤分控裝置、犁煤器分控裝置、除塵器分控裝置、拉繩分控裝置，以及撕裂分控裝置、跑偏分控裝置和打滑分控裝置等等各種分控裝置300。即針對每個(gè)被控對象(輸煤設(shè)備)設(shè)置一臺現(xiàn)場總線分控裝置300，布置于就地電控箱旁，或者由程控系統(tǒng)直接提供具有現(xiàn)場總線功能的配電控制一體化的智能電控箱，安裝在被控對象旁邊。
[0043]此外，本發(fā)明還公開了一種輸煤監(jiān)控方法，其步驟如下:
[0044]每臺輸煤設(shè)備分別與一個(gè)現(xiàn)場總線分控裝置300連接通訊；
[0045]所有的分控裝置300按規(guī)則分組，每組分控裝置300通過現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置200串接通訊；
[0046]多個(gè)主控裝置200之間通過現(xiàn)場總線串接通訊，主控裝置200通過中繼器將與站控裝置100連接通訊。
[0047]具體地步驟如下:
[0048]每臺輸煤設(shè)備與已有的或新安裝的具有總線模塊的電控箱連接通訊。即每臺輸煤設(shè)備安裝具有總線模塊的電控箱或者就近接入具有總線模塊的電控箱，具有總線模塊的電控箱形成現(xiàn)場總線分控裝置300，以實(shí)現(xiàn)每臺輸煤設(shè)備分別與一個(gè)現(xiàn)場總線分控裝置300連接通訊相互傳遞信息的目的；
[0049]所有的分控裝置300按照一定的規(guī)則分組，每組分控裝置300之間就近接入，串行相連，每組分控裝置300通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備網(wǎng)(即CAN或DeviceNet )320現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置200串行通訊，相互之間傳遞信息；
[0050]多個(gè)主控裝置200之間以及主控裝置200與站控裝置100之間利用冗余PROFIBUS-DP協(xié)議串行通訊，每個(gè)主控裝置200與一個(gè)光纖中繼器400連接通訊，多個(gè)光纖中繼器400之間也利用冗余PROFIBUS-DP協(xié)議串行通訊；站控裝置100內(nèi)部即熱備通訊管理機(jī)或中央處理器(即熱備DPU或CPU)110、操作員站/工程師站120、以及冗余工業(yè)交換機(jī)130之間通過網(wǎng)線140連接起來，并與B0P/DCS500連接起來以相互傳遞控制和監(jiān)測信息。
[0051]總之，本發(fā)明采用DCS/PLC和現(xiàn)場總線的控制方式，構(gòu)成一種基于現(xiàn)場總線技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。具體地，被控設(shè)備就地安裝總線模塊或就近接入總線模塊，將整個(gè)控制系統(tǒng)用總線進(jìn)行連接，通過現(xiàn)場總線與DCS/PLC進(jìn)行通信。運(yùn)煤程控系統(tǒng)設(shè)一個(gè)主站，并且此處使用的現(xiàn)場總線技術(shù)采用PPR0FIBUS-DP協(xié)議，現(xiàn)場總線模塊采用具有IP67防護(hù)等級的模塊。
[0052]本發(fā)明改變了運(yùn)煤系統(tǒng)在電廠輔助系統(tǒng)中環(huán)境惡劣、系統(tǒng)分散、控制規(guī)模過大，以及電纜和安裝輔件量大、安裝及調(diào)試量大、維護(hù)量大等缺陷。與傳統(tǒng)離散控制方式相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):節(jié)省硬件數(shù)量和安裝費(fèi)用，減少設(shè)備維護(hù)開銷，用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，提聞了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可罪性，提聞了抗干擾能力。
[0053]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輸煤監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟: 每臺輸煤設(shè)備分別與一個(gè)現(xiàn)場總線分控裝置連接通訊； 所有的分控裝置按規(guī)則分組，每組分控裝置通過現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置串接通訊； 多個(gè)主控裝置之間通過現(xiàn)場總線串接通訊，且主控裝置通過中繼器與站控裝置連接通
o
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸煤監(jiān)控方法，其特征在于，每臺輸煤設(shè)備與已有的或新安裝的具有總線模塊的電控箱連接通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸煤監(jiān)控方法，其特征在于，每組分控裝置通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場總線與一個(gè)主控裝置串行通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸煤監(jiān)控方法，其特征在于，多個(gè)主控裝置之間以及主控裝置與站控裝置之間利用冗余PROFIBUS-DP協(xié)議串行通訊，每個(gè)主控裝置與一個(gè)光纖中繼器連接通訊，多個(gè)光纖中繼器之間也利用冗余PROFIBUS-DP協(xié)議串行通訊。
5.一種輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)輸煤設(shè)備，分別與每個(gè)所述輸煤設(shè)備電氣連接的現(xiàn)場總線分控裝置，與多個(gè)所述分控裝置通過現(xiàn)場總線串行通訊連接的主控裝置，以及與多個(gè)主控裝置通過現(xiàn)場總線通訊連接的站控裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述分控裝置之間通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場 總線與一個(gè)所述主控裝置串行連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述主控裝置之間通過冗余PROFIBUS-DP電纜串行連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述輸煤監(jiān)控系統(tǒng)還包括多個(gè)中繼器，每個(gè)所述中繼器通過PROFIBUS-DP協(xié)議將所述站控裝置與多個(gè)主控裝置連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼器為光纖中繼器，多個(gè)所述光纖中繼器之間采用冗余PROFIBUS-DP光纖串行連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任意一項(xiàng)所述的輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述站控裝置包括操作員站或工程師站，熱備通訊管理機(jī)或中央處理器，以及連接所述操作員站或工程師站和熱備通訊管理機(jī)或中央處理器的冗余工業(yè)交換機(jī)。
【文檔編號】G05B19/418GK103616857SQ201310545692
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】冷祥彪, 匡俊, 汪少勇, 李煜東, 周偉, 楊莉, 譚江平, 謝創(chuàng)樹, 黃劍羿, 周敏, 何智康, 王小虎, 董英瑞 申請人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院