水電廠通信設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

鄧明敏

目前,水電已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁荒苋鄙俚囊粋€(gè)重要的組成部分,也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),所以我國(guó)大力興建了很多水電廠。水電企業(yè)為了更好的提高水電站通信設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的安全和可靠性,必須盡快加強(qiáng)通信設(shè)備的監(jiān)控管理,那么我們首先要做的就是要了解目前水電廠通信設(shè)備的特點(diǎn)以及監(jiān)控系統(tǒng)的根本需求,然后對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,從實(shí)際出發(fā),選擇最合適的通信管理裝置,才能使水電廠的通信監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性達(dá)到最佳的效果。

1SJ-30通信管理裝置的應(yīng)用

SJ-30通信管理裝置的核心采用的是高度集成的pc/104嵌入式控制,其主要用來完成現(xiàn)地控制核心plc和其他多個(gè)現(xiàn)地智能設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信,并且能夠在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中其他的數(shù)據(jù)通信環(huán)節(jié)中靈活的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信。SJ-30通信管理裝置是以linux作為軟件平臺(tái),使用c語言來開發(fā)主應(yīng)用系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的采集與規(guī)劃管理,并且通過內(nèi)置的數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)各個(gè)通信任務(wù)之間的數(shù)據(jù)共享。

1.1 SJ-30通信管理裝置的特點(diǎn)

(1) 接口比較標(biāo)準(zhǔn)靈活。

SJ-30通信管理裝置有一個(gè)10m的以太網(wǎng)接口以及1個(gè)支持Can-2.0B的CAN現(xiàn)場(chǎng)總線接口,還有一個(gè)8路標(biāo)準(zhǔn)異步RS-232串行接口。其中任何一個(gè)串行通信接口都能夠與下級(jí)設(shè)備或者上級(jí)設(shè)備進(jìn)行通信,能夠方便的進(jìn)行相互組合,這給通信設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)帶來了特別大的靈活性。

(2)支持二次開發(fā)。

SJ-30通信管理裝置能夠支持通信口的獨(dú)立編程,為通信口的編程提供了簡(jiǎn)潔、開放、完備的產(chǎn)品庫函數(shù)。使用Linux系統(tǒng)開發(fā)工具,每個(gè)用戶都可以快速擴(kuò)充比較新的通信驅(qū)動(dòng)程序。

(3)運(yùn)行安全可靠。

SJ-30通信管理裝置是采用工業(yè)級(jí)的PC/104嵌入式控制PC,它摒棄了之前常用的通信前置機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,其通信通道是采用全部獨(dú)立的電路設(shè)計(jì)方式,大大提高了在惡劣的運(yùn)行環(huán)境下工作的可靠性。

(4)維護(hù)簡(jiǎn)便。

1.2 SJ-30通信管理裝置的應(yīng)用方式

LCU有很多種不同的類型,針對(duì)這些不同的類型,SJ-30通信管理裝置能夠采用各種不同的連接方式。通常情況下,FS-232串行接口主要用于連接PLC設(shè)備以及其他現(xiàn)地通信子設(shè)備(如圖1所示)。

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線接口主要用于連接由南瑞自控公司的MB系列智能現(xiàn)地控制系統(tǒng)裝置(如圖2所示)。

以太網(wǎng)接口則主要可用于連接上位機(jī)工作站和進(jìn)行裝置本身的組態(tài)維護(hù)工作(如圖3所示)。

2MB系列PLC的應(yīng)用

MB系列智能系統(tǒng)體系可以提供標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口和上微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信,采用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)約。現(xiàn)場(chǎng)總線可靠性極高,而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力也極高,這使得MB系列結(jié)構(gòu)的可靠性和靈活性大大增加,為水電廠的設(shè)備通信監(jiān)控系統(tǒng)提供了比較靈活的配置方式,得到廣泛的應(yīng)用。

2.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

(1)編程與調(diào)試。

采用的編程語言是可視化的,比較適合順序發(fā)雜的控制過程。編程過程簡(jiǎn)單,而且用這些語言編寫的程序之間可以相互調(diào)用,編程靈活方便。

(2)通信網(wǎng)絡(luò)。

MB系列提供了串口通訊模塊,而且可以隨意配置模塊的個(gè)數(shù)。采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò),通訊速度快、成本比較低、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng),為系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了方便。

(3)設(shè)計(jì)可靠。

MB系列中的iPLC采用了全模塊式的插裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);模塊沒有硬件設(shè)置,隨時(shí)插隨時(shí)用;控制機(jī)的柜內(nèi)沒有凌亂的配線,所以維護(hù)起來更加方便。模塊的插箱標(biāo)有模件的類型編碼,可以有效的防止不同型號(hào)模塊誤插。為了更好的提高PLC系統(tǒng)的可靠性,MB系列在設(shè)計(jì)的過程中遵循了電磁兼容性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

(4)性價(jià)比高。

2.2 具體應(yīng)用

本產(chǎn)品針對(duì)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)了不同類型的PLC,目前已經(jīng)在葛洲壩、龔嘴等很多水電站有了成功應(yīng)用的先例,具有較好的發(fā)展空間。

3微機(jī)并行的應(yīng)用

水電系統(tǒng)中的事件發(fā)生經(jīng)常具有“同時(shí)性”,這樣對(duì)實(shí)時(shí)性方面的要求較高,有時(shí)候串行系統(tǒng)就顯得力所不及。為了有效的提高通信系統(tǒng)的綜合功能,可以通過提高機(jī)組之間信息交換速度的方式進(jìn)行改進(jìn),把“按位串行傳遞”變成“按位并行”的方式,這種按照“字節(jié)串行”的方式就是“并行網(wǎng)絡(luò)”。并行傳遞的字位越多,交換信息的速度就越快,網(wǎng)絡(luò)功能也越強(qiáng)。

3.1 微機(jī)并行的特點(diǎn)

(1)數(shù)據(jù)存取速率高。

(2)網(wǎng)絡(luò)的使用權(quán)通過主機(jī)控制,它根據(jù)需要可以安排任何一個(gè)PC做數(shù)據(jù)的發(fā)送者,也可以安排任何一個(gè)PC機(jī)做接收者,而且每次數(shù)據(jù)的傳送過程都分三個(gè)階段,可以有效的保證發(fā)送與接收的準(zhǔn)確性。

(3)總線安排互鎖線,這樣就能夠保證,只要有任何一個(gè)接收者沒有準(zhǔn)備好,就不會(huì)發(fā)送信息;有一個(gè)接收者沒有接收到完整的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)就不會(huì)撤除,保證了信息傳送的可靠性。

(4)信息傳送方式同步進(jìn)行、可靠、簡(jiǎn)便。

(5)數(shù)據(jù)和地址線分開復(fù)用,網(wǎng)絡(luò)尋址按照指令完成,尋址速度快。

(6)差錯(cuò)控制簡(jiǎn)便。在數(shù)據(jù)鏈路層沒有差錯(cuò)檢測(cè),為了保證其可靠性,可以在通信協(xié)議的最高層,設(shè)置差錯(cuò)控制。

3.2 基本功能

(1)監(jiān)控系統(tǒng)方面的功能有數(shù)據(jù)采集和處理、在線自診斷、控制操作;和保護(hù)裝置通信、正常與事故打印、數(shù)據(jù)顯示。

(2)它的保護(hù)功能包括對(duì)于母線、變壓器、電容器等元件的保護(hù),以及事件記錄、諧波分析、故障錄波等。

(3)電壓和無功綜合控制及調(diào)度中心之間通信,對(duì)開關(guān)室以及變壓器等比較重要結(jié)構(gòu)的工業(yè)電視信號(hào)進(jìn)行多媒體監(jiān)控等。

4結(jié)語

水電廠通信設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)是非常重要的,本文筆者對(duì)SJ-30型嵌入式通信管理裝置、MB系列以及微機(jī)并行的特點(diǎn)作了簡(jiǎn)單的介紹,水電廠通信監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)通信具有多樣性、通信規(guī)約繁雜性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性等特點(diǎn),所以對(duì)于通信監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)要求比較高,要結(jié)合實(shí)際情況,綜合分析不同類型管理裝置的特點(diǎn),最終選擇一個(gè)最佳的設(shè)計(jì)方式,以達(dá)到最理想的監(jiān)控效果。

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