一種用于發電廠熱工自動化系統（DCS）、廠用電氣控制管理系統（ECMS）一體化的總線通信控制裝置，這種現場總線通信控制裝置通過兩路高速profibus?DP現場總線通道接入電氣控制管理系統的保護、測控等智能電子設備，以及熱工用的閥門、儀表、變送器等智能設備；根據配置文件將采集的各類IED的數據經過數據分流分為周期性數據與非周期性數據，周期性數據通過兩路高速DP-Net轉發給DCS系統的控制器，控制器可以用這些數據做邏輯運算等，并接受控制器對各IED的實時控制；該通訊控制模塊提供冗余的IEC-61850通訊通道，支持與IEC-61850客戶端的數據交互；為了系統安全可靠，通訊控制模塊本身冗余設計。
【技術實現步驟摘要】
本申請屬于電力系統
，用于大型火電廠的自動控制系統具體涉及用于發電廠熱工自動化系統(DCS)、廠用電氣控制管理系統(ECMS)、升壓站控制系統(NCS)的一體化控制系統中的電氣信息與熱工信息的交互及數據分流。背景資料在火力發電廠自動控制系統的應用中，火電廠機爐設備的監視、控制和保護已經全部納入DCS，電氣控制系統卻仍獨立于DCS系統，在電廠中分別屬于電氣和熱工范圍是獨立運行控制的。隨著通信技術的發展，電氣測點通過通信接口進入到DCS系統中已成為可能，可便于運行人員在集控室進行集中監視。從發電企業的集中管理、減員增效以及系統維護角度出發，對發電廠的熱工電氣一體化的需求逐步突出。火電廠電氣熱工一體化可提高全場生產系統的協調運行和優化管理，為實現全廠管控一體化打下基礎，是建設信息化電廠的必由之路。現場總線控制系統(FCS)是電廠自動控制發展的趨勢的，可節約大量電纜；控制功能下放到現場，使控制信號傳輸的準確性提高；現場總線通信協議國際標準化后，實時性、快速性和可靠性大為提高；可使不同廠家的產品互相連接和操作，消除了目前自動化的孤島現可使不同廠家的產品互相連接和操作。火電廠一體化控制系統要實現發電廠熱工自動化系統(DCS)、廠用電氣控制管理系統(ECMS)、升壓站控制系統(NCS)的一體化控制。基于通信實現了全廠數據和信息的一體化，需要從根本上把發電廠熱工、電氣自動化功能統一。而傳統的設計中電廠熱工信息和電氣自動化信息是相互獨立的，為了能快速將電氣自動化信息提供給熱工做邏輯運算，需要在裝置級提供一個通信控制模塊，實現電氣自動化信息采集、與后臺數據通信、并能將部分電氣采集信息通過總線方式傳給熱工控制器。該項申報技術設計的通信控制模塊實現了以上功能，為一體化實現提供了通訊基礎。
技術實現思路
本專利技術要解決的問題是:為火電廠一體化技術方案提供一個實現熱工自動化系統(DCS)、廠用電氣控制管理系統(ECMS)—體化的現場總線通信控制裝置，該通信裝置提供的高速現場總線即可以接入電氣保護、測控裝置，又可接入熱工儀表、閥門等設備，并通過周期性數據與非周期性數據，信息數據和控制數據的分流功能，能以ms級的速度將周期性數據轉發給DCS控制器參與邏輯運算，通過標準IEC-61850協議實現非周期行數據的后臺上送。本專利技術具體采用以下技術方案。一種用于火電廠一體化系統的現場總線通信控制裝置，包括profibus DP規約處理模塊、DP-Net協議處理模塊、同步模塊、IEC-61850通訊處理模塊、實時數據庫模塊；其特征在于:所述現場總線通信控制裝置通過支持標準通訊協議的profibus DP規約處理模塊通過profibus DP總線與外部電氣裝置、熱工設備通訊，采集電氣裝置及熱工設備數據信息，profibus DP規約處理模塊將采集到的數據信息通過實時數據庫接口存入實時數據庫，供DP-Net協議處理模塊、IEC-61850通訊處理模塊及同步模塊使用，并接收來自DP-Net協議處理模塊以及IEC-61850通訊處理模塊的控制命令，實現對下掛智能電子設備的控制；所述現場總線通信控制裝置的實時數據庫模塊是現場總線通信控制裝置的數據核心，實現整個裝置所涉及到的數據的存儲及管理，并為其它模塊提供數據存取的接口 ；所述現場總線通信控制裝置通過DP-Net總線將所述現場總線通信控制裝置中的DP-Net協議處理模塊連接到DCS控制器，DP-Net協議處理模塊將從實時數據庫模塊中的周期型數據(即profibus DP協議中循環采集的實時性數據)及熱工控制用數據(即控制器邏輯計算需要的實時數據，如線路電壓、電流、壓板位置等)分流后快速、可靠地送給DCS的控制器，并接收DCS控制器發來的控制命令，將該控制命令以消息方式轉發給profibus DP規約處理模塊；IEC-61850通訊處理模塊通過高速以太網與外部人機界面(HMI)連接，實現IEC-61850服務端功能，實現電廠自動控制系統的互操作性；該模塊從實時數據庫模塊中將profibus DP規約處理模塊采集到的數據信息以IEC-61850通訊協議轉發給HMI，并接收HMI對現場智能電子設備的控制命令，將對現場智能電子設備的控制命令以消息方式轉給profibus DP規約處理模塊；同步模塊實現主備雙現場總線通信控制裝置的數據同步，周期性對比主備信息，從實時數據庫模塊中取出對端沒有的數據信息進行同步，同時在IEC-61850通訊處理模塊收到來自HMI的控制命令后也通過同步模塊同步給對端。本專利技術公開的現場總線通訊控制裝置實現了電氣控制管理系統與熱工自動化系統的數據共享，實現了周期性數據與非周期行數據的數據分流，為火電廠系統電氣控制管理系統的一體化提供了關鍵的樞紐設備。附圖說明圖1示意了本申請公開的用于火電廠一體化系統的現場總線通信控制裝置外部系統接口圖；圖2示意了本申請公開的用于火電廠一體化系統的現場總線通信控制裝置結構框圖；圖3示意了由本申請現場總線通信模塊組網的火電廠一體化系統圖。具體實施方案下面結合說明書附圖對本專利技術技術方案做進一步詳細說明。如附圖1所示為本申請公開的用于火電廠一體化系統的現場總線通信控制裝置外部系統接口圖，所述現場總線通信控制裝置的外部通訊接口設計兩路高速profibus DP通道，兩路DP-Net通訊通道，三路百兆以太網，其中兩路用來實現IEC-61850通訊轉出，一路用來實現主備現場總線通信控制裝置的信息同步。本申請的現場總線通信控制裝置可以在軟件實現上將現場總線通信控制裝置的按功能劃分為IEC-61850通訊處理模塊、同步模塊、DP-Net規約轉出模塊、prof ibus DP規約處理模塊、實時數據庫模塊。現場總線通信控制裝置各模塊間交互關系見圖2:profibus DP規約處理模塊通過profibus DP總線與外部電氣裝置及熱工設備連接，實現現場智能電子設備的輸入類數據采集(包括遙測、遙信、遙脈等)并接收來自其它模塊的控制命令，將控制命令發送給現場智能電子設備實現控制。IEC-61850通訊處理模塊通過高速以太網與外部HMI連接，實現從實時數據庫模塊中將profibus DP規約處理模塊采集到的遙測、遙信、遙脈等信息以IEC-61850通訊協議轉發給HMI，并接收HMI對現場智能電子設備的控制命令，將控制命令以消息方式轉給profibus DP規約處理模塊。DP-Net協議處理模塊通過高速DP-Net總線實現與外部DCS控制器的數據交互，從實時數據庫模塊中將profibus DP采集到的遙測、遙信、遙脈等信息過濾后轉發給DCS控制器，并接收DCS控制器的控制命令，以消息方式發送給profibus DP規約處理模塊。現場總線通信控制裝置與HM1、DCS控制器、智能電子設備均為雙向通信。實時數據庫模塊是數據中心，profibus DP規約處理模塊采集到輸入類型的數據后存入實時庫；現場總線通信控制裝置接收到的遙控、遙調、對時等控制命令，在IEC-61850通訊處理模塊或DP-Net協議處理模塊收到后通過消息方式通知profibus DP規約處理模塊，由profibus DP規約處理模塊下發給IED裝置。其中，所述現場總線通信控制裝置通過profibus DP規本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于火電廠一體化系統的現場總線通信控制裝置，包括profibus?DP規約處理模塊、DP?Net協議處理模塊、同步模塊、IEC?61850通訊處理模塊、實時數據庫模塊；其特征在于：所述現場總線通信控制裝置通過支持標準通訊協議的profibus?DP規約處理模塊通過profibus?DP總線與外部電氣裝置、熱工設備通訊采集電氣裝置及熱工設備數據信息，profibus?DP規約處理模塊將采集到的數據信息通過實時數據庫接口存入實時數據庫，供DP?Net協議處理模塊、IEC?61850通訊處理模塊及同步模塊使用，并接收來自DP?Net協議處理模塊以及IEC?61850通訊處理模塊的控制命令，實現對下掛智能電子設備IED的控制；所述現場總線通信控制裝置的實時數據庫模塊是現場總線通信控制裝置的數據核心，實現整個裝置所涉及到的數據的存儲及管理，并為其它模塊提供數據存取的接口；所述現場總線通信控制裝置通過DP?Net總線將所述現場總線通信控制裝置中的DP?Net協議處理模塊連接到DCS控制器，DP?Net協議處理模塊將實時數據庫模塊中的周期型數據及熱工控制用數據分流后快速、可靠地送給DCS控制器，并接收DCS控制器發來的控制命令，將該控制命令以消息方式轉發給profibus?DP規約處理模塊；IEC?61850通訊處理模塊通過高速以太網與外部HMI連接，實現IEC?61850服務端功能，實現電廠自動控制系統的互操作性；該模塊從實時數據庫模塊中將profibus?DP規約處理模塊采集到的數據信息以IEC?61850通訊協議轉發給HMI,并接收HMI對現場智能電子設備的控制命令，將對現場智能電子設備的控制命令以消息方式轉給profibus?DP規約處理模塊；同步模塊實現主備雙現場總線通信控制裝置的數據同步，周期性對比主備信息，從實時數據庫模塊中取出對端沒有的數據信息進行同步，同時在IEC?61850通訊處理模塊收到來自HMI的控制命令后也通過同步模塊同步給對端。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：岳建華，劉靜芳，胡曉花，張傳永，劉國慶，何同運，王海燕，趙忠明，
申請(專利權)人：北京四方繼保自動化股份有限公司，神華國華北京電力研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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