[实用新型]基于现场总线技术的6kV高压电气设备控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压电气设备控制领域，具体涉及一种基于现场总线技术的6kV高压电气设备控制系统。

背景技术

现代化电厂主要发电设备存在技术先进、控制原理复杂、设备运行中需控制的关键参数较多等现象，特别是对某些复杂及重要的设备，对其关键参数需要进行高精度的监控。由于发电企业人员精练，加上设备运行条件的限制，造成机组运行过程中设备运行参数、设备异常状况等不能及时得到有效掌握，如6kV高压电气设备在运行中有众多反映设备健康状况的信息。出于安全角度考虑，在设备运行中技术人员对设备运行参数的在线收集存在较大的安全风险以及存在设备误动的可能，因此高压电气设备运行参数的收集通常在设备停役后进行，但设备停役后，表征电气设备在线运行状况的参数亦同时消失，所以对设备的健康分析造成了很大的困难。

随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，对自动化系统结构产生了深远的影响，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线技术就是顺应这一形势发展起来的，成为当今自动化领域技术发展的热点。现场总线是一种连接智能现场设备和自动化系统的全数字化、双向传输、多分支结构的串行通信网络。现场总线的关键标志是能够支持双向、多节点、总线式的全数字通信。它一方面将现场的测量、控制设备互连为通信网络，实现不同网段和现场通信设备之间的信息共享，另一方面又将现场运行的各种信息传到远离现场的控制室，进一步与上层管理控制网络连接和信息共享，建立了生产过程现场级测控设备与控制管理层之间的联系。总线技术虽在电厂热力系统控制、低压电气设备控制等方面已有一定的运用，但在火力发电厂高压电气设备的监视与控制尚未有成功运用的案例。

实用新型内容

发明目的：为了满足电力生产6kV高压电气设备的监视及控制的需要，进而实现对火电厂6kV电气设备数字化、智能化监控以及现场设备工作状态的在线预警，帮助维护人员快速定位设备出现的故障，提高了火电厂机组运行的安全性，本实用新型提供了一套先进的基于现场总线技术的6kV高压电气设备控制系统。

技术方案：为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于现场总线技术的6kV高压电气设备控制系统，包括监控层、网络传输层和现场设备层；所述现场设备层包括现场总线柜和与之相连的6kV高压电气设备；所述现场设备层与所述网络传输层之间通过PROFIBUS DP进行通信，所述网络传输层与所述监控层之间通过TCP/IP进行通信。

所述监控层包括第一监控主机、第二监控主机、操作站和单向隔离器；所述第二监控主机依次通过MIS/SIS网络、单向隔离器与第一监控主机和操作站分别连接。现场的6kV高压电气设备的信息，通过OPC协议上传至监控层，满足所生产管理人员实时监控的需要。

所述网络传输层包括DCS控制柜以及设在所述DCS控制柜内的控制器、PROFIBUS DP主站卡和光电转换器；控制器与PROFIBUS DP主站卡通过机柜专用底板连接，PROFIBUS DP主站卡与光电转换器通过专用PROFIBUS DP总线电缆连接。利用DCS专用的通讯调度协议保证了现场的6kV高压电气设备内部信息读取的实时性。

所述现场设备层包括现场总线柜和与之相连的6kV高压电气设备，所述6kV高压电气设备包括高压电气设备控制装置、6kV高压电气开关、6kV负载；现场总线柜的专用PROFIBUS DP总线电缆接至每个高压电气设备控制装置总线接口，高压电气设备控制装置布置在对应的6kV高压电气开关上部，6kV高压电气开关与就地安装的6kV负载通过三相高压电缆对应连接。所述6kV高压电气设备经现场总线柜与网络传输层进行通信，通过向网络传输层导入并解析6kV高压电气设备的GSD文件，提取设备控制及显示字段，实现从6kV高压电气设备读取或写入周期性的数据，以达到对设备的监视及控制。

所述PROFIBUS总线的通讯介质为光纤。通过使用光纤作为现场PROFIBUS DP总线的通讯介质，大大提高了系统的通讯速率及抗干扰性。

所述现场设备层的6kV高压电气设备控制装置(又称6KV高压综合保护测控装置)具有冗余的PROFIBUS DP总线接口，安装在6kV高压开关室的设备开关柜中，用于与DCS控制柜的PROFIBUS DP主站通讯。