[发明专利]一种用于火电厂一体化系统的现场总线通信控制装置

说明书

技术领域

本申请属于电力系统技术领域，用于大型火电厂的自动控制系统具体涉及用于发电厂热工自动化系统（DCS）、厂用电气控制管理系统（ECMS）、升压站控制系统（NCS）的一体化控制系统中的电气信息与热工信息的交互及数据分流。

背景资料

在火力发电厂自动控制系统的应用中，火电厂机炉设备的监视、控制和保护已经全部纳入DCS，电气控制系统却仍独立于DCS系统，在电厂中分别属于电气和热工范围是独立运行控制的。随着通信技术的发展，电气测点通过通信接口进入到DCS系统中已成为可能，可便于运行人员在集控室进行集中监视。从发电企业的集中管理、减员增效以及系统维护角度出发，对发电厂的热工电气一体化的需求逐步突出。火电厂电气热工一体化可提高全场生产系统的协调运行和优化管理，为实现全厂管控一体化打下基础，是建设信息化电厂的必由之路。

现场总线控制系统（FCS）是电厂自动控制发展的趋势的，可节约大量电缆；控制功能下放到现场，使控制信号传输的准确性提高；现场总线通信协议国际标准化后，实时性、快速性和可靠性大为提高；可使不同厂家的产品互相连接和操作，消除了目前自动化的孤岛现可使不同厂家的产品互相连接和操作。

火电厂一体化控制系统要实现发电厂热工自动化系统（DCS）、厂用电气控制管理系统（ECMS）、升压站控制系统（NCS）的一体化控制。基于通信实现了全厂数据和信息的一体化，需要从根本上把发电厂热工、电气自动化功能统一。而传统的设计中电厂热工信息和电气自动化信息是相互独立的，为了能快速将电气自动化信息提供给热工做逻辑运算，需要在装置级提供一个通信控制模块，实现电气自动化信息采集、与后台数据通信、并能将部分电气采集信息通过总线方式传给热工控制器。该项申报技术设计的通信控制模块实现了以上功能，为一体化实现提供了通讯基础。

发明内容

本发明要解决的问题是：为火电厂一体化技术方案提供一个实现热工自动化系统（DCS）、厂用电气控制管理系统（ECMS）一体化的现场总线通信控制装置，该通信装置提供的高速现场总线即可以接入电气保护、测控装置，又可接入热工仪表、阀门等设备，并通过周期性数据与非周期性数据，信息数据和控制数据的分流功能，能以ms级的速度将周期性数据转发给DCS控制器参与逻辑运算，通过标准IEC-61850协议实现非周期行数据的后台上送。

本发明具体采用以下技术方案。

一种用于火电厂一体化系统的现场总线通信控制装置，包括profibus DP规约处理模块、DP-Net协议处理模块、同步模块、IEC-61850通讯处理模块、实时数据库模块；其特征在于：

所述现场总线通信控制装置通过支持标准通讯协议的profibus DP规约处理模块通过profibus DP总线与外部电气装置、热工设备通讯，采集电气装置及热工设备数据信息，profibus DP规约处理模块将采集到的数据信息通过实时数据库接口存入实时数据库，供DP-Net协议处理模块、IEC-61850通讯处理模块及同步模块使用，并接收来自DP-Net协议处理模块以及IEC-61850通讯处理模块的控制命令，实现对下挂智能电子设备的控制；

所述现场总线通信控制装置的实时数据库模块是现场总线通信控制装置的数据核心，实现整个装置所涉及到的数据的存储及管理，并为其它模块提供数据存取的接口；

所述现场总线通信控制装置通过DP-Net总线将所述现场总线通信控制装置中的DP-Net协议处理模块连接到DCS控制器，DP-Net协议处理模块将从实时数据库模块中的周期型数据（即profibus DP协议中循环采集的实时性数据）及热工控制用数据（即控制器逻辑计算需要的实时数据，如线路电压、电流、压板位置等）分流后快速、可靠地送给DCS的控制器，并接收DCS控制器发来的控制命令，将该控制命令以消息方式转发给profibus DP规约处理模块；

IEC-61850通讯处理模块通过高速以太网与外部人机界面（HMI）连接，实现IEC-61850服务端功能，实现电厂自动控制系统的互操作性；该模块从实时数据库模块中将profibus DP规约处理模块采集到的数据信息以IEC-61850通讯协议转发给HMI,并接收HMI对现场智能电子设备的控制命令，将对现场智能电子设备的控制命令以消息方式转给profibus DP规约处理模块；