[发明专利]用于水电站主辅控制系统的信号传输电路

说明书

本发明涉及水电站领域，公开了一种用于水电站主辅控制系统的信号传输电路，用以解决背景技术中所述的电缆敷设工程量大、施工难度大等问题。本发明包括上位机、第一交换机、LCU以及LCU的辅控设备，上位机通过网线与第一交换机连接，LCU中的CPU和辅控设备中的CPU均冗余配置有以太网接口，第一交换机通过网线分别与LCU中的CPU的以太网接口、辅控设备中的CPU的以太网接口连接。本发明适用于水电站主辅控制系统。

技术领域

本发明涉及水电站领域，特别涉及用于水电站主辅控制系统的信号传输电路。

背景技术

现有水电站计算机系统通常采用分层分布式网络布局，设置站控层设备(即上位机)、现地层设备(又称“现地控制单元”，英文简称LCU，Local Control Unit)。计算机监控系统站控层设备布置于电站中控室内，负责实现全站监控功能；现地层设备(LCU)根据电站规模、电站枢纽布置等具体情况进行设置，通常包括机组LCU、开关站LCU、电站公用系统LCU、闸门LCU等。站控层设备与现地层设备(LCU)之间通过光纤网络进行连接，实时采集、交换监控数据。现地层设备负责采集、处理全站所有控制、保护设备、智能装置的实时数据并上送至站控层设备，同时接收及下达远程控制命令至被控对象(各现地控制装置、站用电系统等)。

根据电站辅助设备、电气装置设置情况，水电站内的油、气、水系统设备、金属结构设备、电气辅助设备、厂房辅助设备分别就近设置现地控制设备(辅助控制设备)，LCU通过硬接点信号的方式与辅控设备之间传输监视、控制信号，并通过串口接线方式辅助进行信号传输上送。

现有的常规技术方案中，如图1所示，电站计算机监控系统中现地层LCU(主控设备)与现地控制设备(辅控设备)、厂用电配电系统之间，采用IO硬接点的方式进行信号传输，以串口通讯方式作为辅助手段。这一方案具有设计方案成熟，应用范围广的优点，但是也同时具有设备投资较高、电缆敷设工程量大、施工难度大、调试周期久、运行维护困难等弊端。

1、设备投资较高

目前水电站计算机监控系统LCU与辅控设备中，通常采用可编程序逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)作为核心控制元件，由于常规方案采用硬接点方式向计算机监控系统上送信号并接收远控命令，因此需要在主控系统与辅控系统两侧均配置大量的PLC输入输出模块、继电器、信号隔离器等设备，投资较高。

2、电缆敷设工程量大

由于水电站辅助设备种类较多，包括厂内辅助的油、气、水系统设备、金属结构(闸门)设备、电气辅助设备等，且这些设备通常都分布在电站枢纽区域的各个部位，分布较为零散，因此需要敷设大量的控制电缆以实现对全站辅助设备的信号监视，工程量较大，费用较高。

3、施工难度大

水电站监控信号量较多，导致采用现有技术方案时，现场需要完成大量控制回路的配线工作，尤其是在计算机监控系统的LCU侧，往往一个控制屏柜都有几十上百根电缆接入，接线工作尤为繁杂。

4、调试周期久

按规范要求，所有屏柜上电前，硬接线信号均应进行对线对点工作，一个中型水电站也会有上万组接线需要一一对点，工作量巨大，导致需要较长的调试周期，且一旦出现遗漏，将造成后期运行中的事故风险。

5、运行维护困难

现有方案需要配置大量的PLC输入输出模块、继电器、信号隔离模块，导致在电厂投运之后，潜在故障点多，需要运行人员定期进行检查维护，及时更换易损件，带来较大的运行维护工作量，并且增加了备品备件的需求量和管理难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种用于水电站主辅控制系统的信号传输电路，用以解决背景技术中所述的电缆敷设工程量大、施工难度大等问题。