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一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统技术方案

归档日期:07-07       文本归类:火力控制系统      文章编辑:爱尚语录

  当前位置:首页专利查询华能国际电力股份有限公司上海石洞口第一电厂专利正文

  本实用新型专利技术涉及一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统,该系统包括PLC控制站、人机界面工作站和无线通讯装置,人机界面工作站分别连接PLC控制站和无线通讯装置,PLC控制站包括PLC控制器、本地控制站和远程设备控制站,PLC控制器分别连接本地控制站和远程设备控制站,无线通讯装置包括网关、无线变送器、远程服务器和远程仪表,网关连接无线变送器,远程服务器连接远程仪表,网关和远程服务器均通过OPC通讯协议连接人机界面工作站。与现有技术相比,本实用新型专利技术具有扩展性强和数据传输方便等优点。

  本技术涉及火力发电厂热网控制,尤其是涉及一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统。

  目前为全面落实节能减排总体规划,工业区逐步关停能耗大、污染高的小锅炉,以集中供热代替,建设集中供热管网,由火力发电厂向工业园区供汽。热网系统中热力参数的稳定运行是整个热网正常运行和供热质量的保证。传统的热网控制采用PID(比例、积分、微分)控制器或者传统的PLC(可编程逻辑控制器)的控制系统,存在信号采集方式少,系统的扩展性差的问题。为了满足用户增长和供热管网扩建的需要,需要一种易于扩展的控制系统。在热网控制系统中,需要运用大量的变送器对现场温度、压力、流量等信号进行监测。由于热网延伸远,覆盖广,用户较分散。在变送器的安装和使用中,经常会遇到测点偏远分散、敷设电缆距离远等问题,需要采用一种方便快捷的数据传输方式。

  本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统,所述的系统包括PLC控制站、人机界面工作站和无线通讯装置,所述的人机界面工作站分别连接PLC控制站和无线通讯装置,所述的PLC控制站包括PLC控制器、本地控制站和远程设备控制站,所述的PLC控制器分别连接本地控制站和远程设备控制站。优选地,所述的本地控制站包括背板总线和分别与背板总线连接的数字量输入卡件、数字量输出卡件、模拟量输入卡件和模拟量输出卡件,所述的背板总线连接PLC控制器,所述的背板总线连接人机界面工作站。优选地,所述的远程设备控制站包括现场总线和分别与现场总线连接的远程输入设备、远程输出设备和现场总线设备,所述的现场总线连接背板总线。优选地,所述的现场总线设备为支持现场总线协议的设备。优选地,所述的无线通讯装置包括网关、无线变送器、远程服务器和远程仪表,所述的网关连接无线变送器,所述的远程服务器连接远程仪表,所述的网关和远程服务器均通过OPC通讯协议连接人机界面工作站。优选地,所述的网关通过串口通信卡连接背板总线。优选地,所述的人机界面工作站还连接SIS系统。优选地,所述的数字量输入卡件和数字量输出卡件分别连接热网系统中的近端蒸汽电动隔绝阀门开关,所述的模拟量输入卡件分别连接热网系统中近端温度传感器、近端压力传感器和近端流量传感器,所述的模拟量输出卡件分别连接近端蒸汽压力调节阀和近端减温水调节阀。优选地,所述的现场总线设备包括支持现场总线协议的远端温度变送器、远端压力变送器、远端电动门、远端调节阀和远端变频器。与现有技术相比,本技术具有以下优点:1、系统规模可变,扩展性强在设计、安装及试运期间,可快速处理测点、控制设备变更和增加问题,而不需考虑原来控制系统的结构,只需要增加远程I/O或现场总线设备。在热网运营期间,需要增加监控测点,在无线网络覆盖区域或三大电信运营商信号覆盖区域内,可方便快捷地实现。2、施工调试时间减少减少了有关电缆铺设及仪表接线,接线箱接线,I/O卡终端接线等安装时间;减少了铺设保护管及桥架等施工周期;减少了现场仪表与PLC正常通讯所需的线路排查、核对等调试时间。3、现场安装材料节省节省了就地设备获取信号所需的电缆;节省了信号输入所需的AI卡件;节省了有关测点,特别是分散测点铺设的保护管及桥架、电缆沟;节省了有关测点为了集中布置而采用的长距离引压管路和仪表箱。4、调试方便,运行安全减少了部分动力电缆,信号电缆桥架中的混铺问题。现场总线仪表、无线仪表安装调试简单,快捷;无线仪表采用自组织,自愈合技术,实现多重冗余,大大提高数据可靠性;现场总线仪表、无线仪表使用终端能够获取仪表自身大量智能信息,设备运行安全可靠。5、测量精度提高采用数字信号通讯,相比4~20mA模拟量传输减少了D/A转换引发的系统误差;采用无线通讯,减少了模拟量信号传输过程中干扰和信号采集卡获取过程中的误差。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本技术保护的范围。实施例:如图1所示,本系统采用基于现场总线通讯方式的PLC控制站,人机界面工作站和无线通讯装置。基于ControlNET现场总线的PLC控制站包含两个大的部分:第一部分为本地控制站,本地控制站包括PLC控制器、开关量输入/输出卡件、模拟量输入/输出卡件、以太网卡件。开关量输入卡件主要接收热网系统中近端蒸汽电动隔绝阀门的开、关位置反馈、故障信号、遥控准备好信号等开关量信号。开关量输出卡件主要发出热网系统中近端蒸汽电动隔绝门的开、关动作指令。模拟量输入卡件主要接收热网系统中近端的温度、压力、流量等模拟量信号。模拟量输出卡件主要发出近端蒸汽压力调节阀、减温水调节阀等调节指令。上述开关量、模拟量输入卡件将信号通过背板总线传送至PLC控制器,在PLC控制器中进行控制逻辑及策略的运算,将产生的指令信号再通过背板总线发送至开关量、模拟量输出卡件。第二部分为ControlNET现场总线链接的远程设备。其包括远程I/O(输入/输出)设备和现场总线设备。远程I/O设备主要是扩展的开关量输入/输出卡件、模拟量输入/输出卡件。远程I/O设备在功能与本地控制站中的I/O设备相同,在物理位置上与本地控制站可以距离较近、也距离较远(通过光缆传输距离可达20km),其主要优点是系统扩展性强。现场总线设备指的是通过现场总线协议,不需要通过I/O卡件,即可与PLC控制器进行连接的设备,包括支持现场总线协议的温度变送器、压力变送器、电动门、调节阀和变频器等。人机界面工作站包含工程师站、操作员站、通讯站、历史站的功能。人机界面工作站通过以太网通讯卡与PLC控制器、SIS(SupervisoryInformationSystem,厂级监控信息系统)通讯,通过OPC通讯协议与无线通讯装置等进行通信(其中OPC表示OLEforProcessControl,用于过程控制的OLE;OLE,ObjectLinkingandEmbedding,对象连接与嵌入)。人机界面工作站可以在线对PLC控制器进行逻辑修改,在线监控热网运行并输出相关的数据报表。本系统采用了两种无线通讯装置:其中一种用于中短距离无线通讯。采用WirelessHART协议,其网络构成采用符合WirelessHART标准的自组织Mesh网络。该网络分成两层结构:第一层是现场无线设备之间的自组织网络。这些设备以自我组织的、Mesh架构智能化的方式与网关通讯。该网络采用功能强大的冗余通讯方式,无线网络自我组织、自我适应、自我修复,数据传输可靠性大于提高。第二层是网关和主机系统之间的无缝式通讯,主机系统是PLC控制器或人机界面工作站。通讯接口支持以太网通讯标准,以实现与主机系统的OPC、ModbusTCP/IP、HTML的通讯;同时支持ModbusRTU/RS-485串口通讯,也可以配置支持光缆连接的通讯接口。无线硬件主要由无线变送

  1.一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统,其特征在于,所述的系统包括PLC控制站、人机界面工作站和无线通讯装置,所述的人机界面工作站分别连接PLC控制站和无线通讯装置,所述的PLC控制站包括PLC控制器、本地控制站和远程设备控制站,所述的PLC控制器分别连接本地控制站和远程设备控制站。

  1.一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统,其特征在于,所述的系统包括PLC控制站、人机界面工作站和无线通讯装置,所述的人机界面工作站分别连接PLC控制站和无线通讯装置,所述的PLC控制站包括PLC控制器、本地控制站和远程设备控制站,所述的PLC控制器分别连接本地控制站和远程设备控制站。2.根据权利要求1所述的一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统,其特征在于,所述的本地控制站包括背板总线和分别与背板总线连接的数字量输入卡件、数字量输出卡件、模拟量输入卡件和模拟量输出卡件,所述的背板总线连接PLC控制器,所述的背板总线所述的一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统,其特征在于,所述的远程设备控制站包括现场总线和分别与现场总线连接的远程输入设备、远程输出设备和现场总线设备,所述的现场总线所述的一种柔性连接的火力发电厂热网控制系统,其特征在于,所述的现场总线设备为支持现场总线所述的一种柔性连接的火力发电厂热网控制...

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