發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場(chǎng)總線自動(dòng)化模式研究

吾吉艾海買提·亞生++麥麥提艾力·斯木提拉

摘 要：發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場(chǎng)總線自動(dòng)化模式采用的技術(shù)是智能分布式測(cè)控前端，本文以新疆某發(fā)電廠為例，主要分析了該發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場(chǎng)總線的選擇和概況，闡述了其升壓站自動(dòng)化模式的設(shè)計(jì)，最后總結(jié)了自動(dòng)化模式的特色，旨在通過(guò)對(duì)發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場(chǎng)總線自動(dòng)化模式的研究，尋找切實(shí)有效的方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化模式的安全可靠。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠升壓站 現(xiàn)場(chǎng)總線 自動(dòng)化模式

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（b）-0018-02

1 新疆某發(fā)電廠升壓站現(xiàn)場(chǎng)總線的選擇和概況

1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的概況

所謂的現(xiàn)場(chǎng)總線指的是一種雙向串行多節(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)，主要連接的是現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的裝置和控制室內(nèi)的自動(dòng)裝置，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，現(xiàn)場(chǎng)總線因其具有數(shù)字化和自動(dòng)化的特點(diǎn)，又被稱作底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。發(fā)電廠升壓站的現(xiàn)場(chǎng)總線的意義在于處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間存在的信息傳輸問(wèn)題，提高信息傳輸效率，現(xiàn)場(chǎng)總線將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了層次的劃分，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)信息的控制量較小，信息傳輸?shù)膲毫筒淮?，所以現(xiàn)場(chǎng)總線能夠?qū)崿F(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳遞。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線傳遞信息的特點(diǎn)，可以將現(xiàn)場(chǎng)總線的模型分為四個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)部分、數(shù)據(jù)鏈路部分、物理部分和應(yīng)用部分，這四個(gè)層次的協(xié)調(diào)配合，能夠有效降低成本，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線信息傳輸?shù)姆奖憧旖荨?/p>

1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的選擇

現(xiàn)場(chǎng)總線因?yàn)榉N類繁多，并且各自具備的性能有所差異，因此在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線的選擇時(shí)要慎重，首先要清楚目前常用的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有哪些，如基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線、CAN等，其具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域以及良好的發(fā)展前景。CAN的全稱是控制網(wǎng)絡(luò)，最早由德國(guó)推出，一開(kāi)始是用于汽車行業(yè)的數(shù)據(jù)傳遞，后來(lái)其規(guī)范被制定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，得到了其他公司的支持，在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。CAN的信號(hào)傳輸采用的是短幀結(jié)構(gòu)，支持多主方式進(jìn)行工作，CAN協(xié)議的信號(hào)傳輸?shù)慕橘|(zhì)為雙絞線，傳輸效率快，傳播距離遠(yuǎn)并且被用于通信芯片的開(kāi)發(fā)，體現(xiàn)出方便快捷、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。

2 新疆某發(fā)電廠升壓站自動(dòng)化模式的設(shè)計(jì)

新疆該發(fā)電廠的升壓站自動(dòng)化模式的設(shè)計(jì)主要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件、軟件以及系統(tǒng)的可靠性四個(gè)方面來(lái)分析。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

新疆該發(fā)電廠升壓站的自動(dòng)化模式的組成部分有幾個(gè)方面，下文將一一進(jìn)行闡述。第一，數(shù)據(jù)采集的設(shè)備。主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和采集，然后整理信息，保存入庫(kù)；第二，控制系統(tǒng)。主要是由冗余系統(tǒng)和控制回路構(gòu)成，與測(cè)控的模塊進(jìn)行相關(guān)的連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制；第三，操作員站。由子站系統(tǒng)對(duì)升壓站的相關(guān)情況進(jìn)行監(jiān)督和控制，有效實(shí)現(xiàn)升壓站的自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)；第四，服務(wù)器的設(shè)計(jì)。服務(wù)器系統(tǒng)能夠單獨(dú)進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的發(fā)布。并且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要以該發(fā)電廠升壓站的具體情況而定，包括子站系統(tǒng)的配置，也要和升壓站系統(tǒng)的實(shí)際相符合。

2.2 硬件

硬件的設(shè)計(jì)要注重對(duì)微處理器系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線的通信接口、信號(hào)的處理等方面的分析。首先，對(duì)于微處理器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)選用是具有6個(gè)功能塊、68個(gè)引腳的芯片以及16位獨(dú)立計(jì)數(shù)器的微處理器。該項(xiàng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率高、速度快；其次，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口的設(shè)計(jì)，將控制器和收發(fā)器與現(xiàn)場(chǎng)總線相連接，CAN協(xié)議和微處理器共同發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線的物理層作用；最后，對(duì)于信號(hào)處理的設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)高效率低能耗的效果，信號(hào)處理采用的是美國(guó)某公司的構(gòu)件，能有效形成獨(dú)立的線路回路，防止干擾。

2.3 軟件

該自動(dòng)化模式的設(shè)計(jì)在實(shí)效性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，并且傳輸時(shí)數(shù)據(jù)量大，速度快，故需要借助新技術(shù)，如內(nèi)存共享的技術(shù)等，完成數(shù)據(jù)的傳輸和處理。軟件設(shè)計(jì)上提出了一種新的思路，即多層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有操作性強(qiáng)、安全指數(shù)高等優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中，這些優(yōu)勢(shì)則體現(xiàn)得更為明顯。分層結(jié)構(gòu)的形式為軟件的層次劃分提供了靈感，將該軟件的層次分為數(shù)據(jù)采集的網(wǎng)絡(luò)層、控制層、管理層和服務(wù)層。

數(shù)據(jù)的采集運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)采集的效率，從而推動(dòng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量的提升，并在軟件設(shè)計(jì)中增加了優(yōu)先處理重要數(shù)據(jù)的功能，讓需要緊急處理的問(wèn)題獲得優(yōu)先處理，并且內(nèi)存共享技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的管理，讓數(shù)據(jù)時(shí)刻保持最新?tīng)顟B(tài)，并維持各個(gè)系統(tǒng)部件的獨(dú)立運(yùn)作。通訊和管理的軟件能夠和信息網(wǎng)完成連接，將系統(tǒng)的最新數(shù)據(jù)傳遞給信息網(wǎng)，從而形成數(shù)據(jù)的有效共享。

2.4 系統(tǒng)的可靠性

首先，系統(tǒng)的可靠性對(duì)于升壓站來(lái)說(shuō)具有重要意義，所以新疆該發(fā)電廠升壓站自動(dòng)化模式的設(shè)計(jì)首先要考慮的是可靠性。第一，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)不間斷的有效監(jiān)控和管理，確保其可靠性，系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)要采用備用結(jié)構(gòu)，對(duì)于數(shù)據(jù)信息的采集采用雙機(jī)采集形式，也就是當(dāng)其中一臺(tái)機(jī)器因?yàn)楣收隙Ｖ沽藬?shù)據(jù)的采集時(shí)，那么另外一臺(tái)作為備用的機(jī)器就需要繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)控，從而讓數(shù)據(jù)的采集不會(huì)因系統(tǒng)故障而受到影響；第二，為了確保系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)和相關(guān)信息進(jìn)行完整的整理和記錄，軟件的設(shè)計(jì)要充分考慮到誤操作的情況，所以在設(shè)計(jì)上進(jìn)行多重閉鎖和校驗(yàn)的設(shè)置，能夠有效防止系統(tǒng)的誤動(dòng)作情況。

其次，服務(wù)器的相關(guān)硬件增加備用，包括電源、硬盤等，確保服務(wù)器的相關(guān)程序和數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙重保證，數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)形式采用雙網(wǎng)絡(luò)，日常工作中雙網(wǎng)絡(luò)同時(shí)運(yùn)作，能夠有效分擔(dān)一部分的數(shù)據(jù)壓力，當(dāng)其中一部分網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)；由另一部分的網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)支持運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新疆某發(fā)電廠升壓站的自動(dòng)化系統(tǒng)在投入使用之后，反饋效果良好，自動(dòng)化模式的設(shè)計(jì)科學(xué)合理，并且具備完善的功能性和實(shí)用性，能夠方便迅速地進(jìn)行維修和保養(yǎng)。并且該自動(dòng)化模式的設(shè)計(jì)所采用的是標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式，加之其分布式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)總線，故在實(shí)際中的用途廣泛，涵蓋各個(gè)領(lǐng)域，包括發(fā)電廠、環(huán)境監(jiān)測(cè)等，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，具有非常明顯和廣闊的現(xiàn)實(shí)意義。

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