[发明专利]一种电气控制系统通信方案

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种电气控制系统通信方案，适用于机械领域。

背景技术

在电厂自动化系统中，存在众多的系统，其中最重要的是面向热工控制的分散控制系统DCS ( Distributed Control System )。电厂电气控制系统ECS(Electric Control System)如何接入DCS是一个值得探讨的问题。早期ECS是作为DCS的数据采集系统DAS( Data Acquisition System)接人DCS的，在该模式中，DCS获取的ECS提供的信息仅用于界面显示和人工监视，并不参与DCS的控制过程。

以后逐步发展到保留关键硬接线的FECS(Field Electric Control System)方式。保留关键硬接线是指对于参与热工控制的重要vo量专门铺设二次电缆和加装变送器，由DCS直接进行数据采集和控制操作。这种方式下铺设电缆的工作量很大，投资也很高，而厂用电保护装置或电机控制中心(MCC)、动力中心(PC)控制装置本身所具有的采集和控制功能也没有得到充分利用。

全数字化方式是电气监控系统最新发展的一种实现方式，它完全采用通信方式采集实时数据，可以代替传统的硬接线方式，节省了大量的电缆和变送器，可以更有效地与DCS融合。但DCS在执行顺序控制过程时，对数据采集传输的实时性和可靠性有很高的要求，因此，如何提高ECS数据采集的实时性和可靠性就成为了2个关键问题，可通过选择合适的现场总线及通过总线的冗余、通信管理机硬件冗余和通信管理机软件双机功能等方法来解决。

发明内容

本发明提出了一种电气控制系统通信方案，在比较分析现有电气控制系统采用的各种类型现场总线以及组网方式的基础上，提出了在实际工程中电气控制系统通信方案宜采用的间隔层和站控层的组网方式、通信管理机的硬件配置方式以及需具备的软件功能。

本发明所采用的技术方案是。

所述通信方案中，采取通信管理机和通信链路的双重化方案，避免任意单重故障导致系统通信失效，尽可能在多重故障中保持有效通信。

所述通信方案在组网方式下，通过通信管理机的双机软件协调，保证了在大多数双重故障情况下，DCS都能与ECS保持有效的通信，达到了极高的可靠性。

本发明的有益效果是：该通信方案装置出2个独立通信口，间隔层按双现场总线组网并以具有双机冗余切换功能的冗余配置的双通信管理机通信的方案，在所有单重故障和大部分双重故障情况下都能保证有效通信，有着最高的可靠性，是一种能满足DCS的顺控可靠性要求的方案。

附图说明

图1是本发明的双现场总线方案。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，厂用电保护装置和MCC,PC控制装置已能满足保护、测控和高速通信一体化的要求。通过工业现场总线或以太网将厂用电气系统组成局域网，构建成专用的ECS，实现完全数字化的电气信息量监控，同时为DCS提供高速实时的数字化通信接口。

DCS对参与顺序控制的电气量的采集和控制完全是以通信软报文的方式进行的，不需要二次电缆硬接线(简化了设计和施工的工作量，节省了大量成本)。同时，这种方式更易于融入DCS，实现单元机组一体化协同控制，必将成为ECS控制模式的主流。在这种模式下，通信管理层的通信管理机不仅完成间隔层装置和ECS主站系统的数据通信，同时实现与DCS的DPU的数据通信，完成DCS对参与顺序控制的电气量进行软采集和控制。

提高系统实时性的关键在于选择合适的组网方式。目前，ECS的站控层网络一般都是100Mbit/s/1000Mbit/s以太网，网络的吞吐量、实时性等都是可以保证的，但间隔层网络在工程中采用的方案就比较多，主要可分为2大类。

星形结构的网络主要是工业以太网，其优点是通信速率较高(一般为10Mbit/s)，可以利用以太网成熟的特点，和站控层网络有效整合。但由于星形结构的固有特点导致网线众多，尤其是在电厂间隔层装置数量众多的情况下，布线困难，现场施工有难度。

总线结构主要有Profibus工业总线、CAN总线、Lonwork总线、485总线等。