CN109240075A - 一种火力发电厂总线冗余控制系统 - Google Patents

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黄孝平
文芳
文芳一
黄文哲
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Nanning University
Nanning Institute
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Abstract

本发明提供了一种火力发电厂总线冗余控制系统，包括终端择线器和总控择线器；所述终端择线器和总控择线器依次接在终端和总控台之间的总线上，在终端择线器和总控择线器之间，总线分为第一总线和第二总线两路，第一总线和第二总线两路均为PROFIBUS总线，终端有终端执行单元和终端监控单元接于总线上。本发明通过两路总线的设置，能通过切换导通来分辨异常具体源于终端设备还是总线传输，分辨方式极为简单，总线传输导致的信号异常只需要切换总线的导通状态即可消失，而终端设备导致的信号异常在切换总线的导通状态后依然存在。

Description

一种火力发电厂总线冗余控制系统
技术领域
本发明涉及一种火力发电厂总线冗余控制系统。
背景技术
PROFIBUS总线广泛应用于工业控制的信号总线，既适合于自动化系统与现场信号单元的通讯，也可用于可以直接连接带有接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表及设备，对现场信号进行采集和监控。
实践中发现，由于PROFIBUS总线在厂区的终端和总控台之间拖线距离较长，有时候容易因现场的状态而导致信号异常，这种信号异常还很难轻易分辨出是终端设备异常导致的信号异常还是现场总线信号传输异常导致的信号异常。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种火力发电厂总线冗余控制系统，该火力发电厂总线冗余控制系统通过两路总线的设置，能通过切换导通来分辨异常具体源于终端设备还是总线传输。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种火力发电厂总线冗余控制系统，包括终端择线器和总控择线器；所述终端择线器和总控择线器依次接在终端和总控台之间的总线上，在终端择线器和总控择线器之间，总线分为第一总线和第二总线两路，第一总线和第二总线两路均为PROFIBUS总线，终端有终端执行单元和终端监控单元接于总线上；终端择线器和总控择线器控制，使得第一总线和第二总线在同一时间内仅导通一路；总控择线器通信连接有实时分析模块，实时分析模块通信连接总控台；
实时分析模块在总控择线器接线端对第一总线和第二总线的通信进行监控，当监控发现通信突发异常时，控制总控择线器对第一总线和第二总线的导通状态进行切换，同时发异常信号至总控台，并标记异常状态，如切换后突发异常再次发生且异常状态在标记状态，则发暂停请求至总控台。
所述总控择线器还通信连接有故障分析模块，故障分析模块通信连接至总控台。
故障分析模块在实时分析模块发暂停请求至总控台后，从总控台接收启动指令，之后对总控择线器上通信信号进行监控并实时分析，并将分析结果发至总控台。
所述总控台在接收到异常信号时，发出线路异常警告，同时控制过程继续在正常控制过程。
所述总控台在接收到暂停请求后，向故障分析模块发送启动指令，同时控制过程进入异常分析过程。
所述终端择线器和总控择线器内，控制器一路IO端输出分为两路支路，其中一路支路串联非门电路后通过光耦电路连接控制末端通断，另一路支路直接通过光耦电路连接控制末端通断，两路支路末端分别连接控制第一总线和第二总线的通断。
终端择线器和实时分析模块通信连接于总控择线器内均是通信连接至总控择线器内的控制器，通信方式为串口通信。
总控择线器与总控台之间通信方式为I2C通信。
本发明的有益效果在于：通过两路总线的设置，能通过切换导通来分辨异常具体源于终端设备还是总线传输，分辨方式极为简单，总线传输导致的信号异常只需要切换总线的导通状态即可消失，而终端设备导致的信号异常在切换总线的导通状态后依然存在；而且通过终端择线器和总控择线器的设置，切换导通的操作没有延时，基于终端择线器和总控择线器IO电平的变化，两路总线能同时切换导通状态。
附图说明
图1是本发明的连接示意图；
图2是图1中终端择线器和总控择线器的电路连接示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种火力发电厂总线冗余控制系统，包括终端择线器和总控择线器；所述终端择线器和总控择线器依次接在终端和总控台之间的总线上，在终端择线器和总控择线器之间，总线分为第一总线和第二总线两路，第一总线和第二总线两路均为PROFIBUS总线，终端有终端执行单元和终端监控单元接于总线上；终端择线器和总控择线器控制，使得第一总线和第二总线在同一时间内仅导通一路；总控择线器通信连接有实时分析模块，实时分析模块通信连接总控台；
实时分析模块在总控择线器接线端对第一总线和第二总线的通信进行监控，当监控发现通信突发异常时，控制总控择线器对第一总线和第二总线的导通状态进行切换，同时发异常信号至总控台，并标记异常状态，如切换后突发异常再次发生且异常状态在标记状态，则发暂停请求至总控台。
所述总控择线器还通信连接有故障分析模块，故障分析模块通信连接至总控台。
故障分析模块在实时分析模块发暂停请求至总控台后，从总控台接收启动指令，之后对总控择线器上通信信号进行监控并实时分析，并将分析结果发至总控台。
所述总控台在接收到异常信号时，发出线路异常警告，同时控制过程继续在正常控制过程。
所述总控台在接收到暂停请求后，向故障分析模块发送启动指令，同时控制过程进入异常分析过程。
如图2所示，所述终端择线器和总控择线器内，控制器一路IO端输出分为两路支路，其中一路支路串联非门电路后通过光耦电路连接控制末端通断，另一路支路直接通过光耦电路连接控制末端通断，两路支路末端分别连接控制第一总线和第二总线的通断。
具体的，终端择线器和实时分析模块通信连接于总控择线器内均是通信连接至总控择线器内的控制器，通信方式为串口通信。
总控择线器与总控台之间通信方式为I2C通信。
由此，在终端择线器和总控择线器内，由于非门电路的设置，无论控制器的IO输出高电平还是低电平，永远都只有一路总线导通，从而实现切换导通的无延时同步。
实时分析模块主要是通过判断信号突变情况来判断是否异常，采用较为简单的数据变换后以阈值判断方式即可，主要起到标记信号异常的作用，一般而言，总线传输导致的异常在切换总线导通状态之后即可消失(在布线时，第一总线和第二总线以两种不同的方式布线)，标记后由总控台备注并通知维护人员安排线路状况排查即可，并不影响整体控制过程，而切换总线导通状态之后如异常依然存在，则证明必然是终端设备(包括终端执行单元和终端监控单元)导致的信号异常，此时无论如何切换总线导通状态，信号异常都会一直存在，严重影响正常控制过程，所以需要总控台进入到异常排查过程(既不正常工作，同时关闭重要生产设备)，由故障分析模块对信号进行分析以进行初步排查，并尽快通知相关维护人员安排检修。

Claims (8)

1.一种火力发电厂总线冗余控制系统，包括终端择线器和总控择线器，其特征在于：所述终端择线器和总控择线器依次接在终端和总控台之间的总线上，在终端择线器和总控择线器之间，总线分为第一总线和第二总线两路，第一总线和第二总线两路均为PROFIBUS总线，终端有终端执行单元和终端监控单元接于总线上；终端择线器和总控择线器控制，使得第一总线和第二总线在同一时间内仅导通一路；总控择线器通信连接有实时分析模块，实时分析模块通信连接总控台；
实时分析模块在总控择线器接线端对第一总线和第二总线的通信进行监控，当监控发现通信突发异常时，控制总控择线器对第一总线和第二总线的导通状态进行切换，同时发异常信号至总控台，并标记异常状态，如切换后突发异常再次发生且异常状态在标记状态，则发暂停请求至总控台。
2.如权利要求1所述的火力发电厂总线冗余控制系统，其特征在于：所述总控择线器还通信连接有故障分析模块，故障分析模块通信连接至总控台。
3.如权利要求2所述的火力发电厂总线冗余控制系统，其特征在于：故障分析模块在实时分析模块发暂停请求至总控台后，从总控台接收启动指令，之后对总控择线器上通信信号进行监控并实时分析，并将分析结果发至总控台。
4.如权利要求1所述的火力发电厂总线冗余控制系统，其特征在于：所述总控台在接收到异常信号时，发出线路异常警告，同时控制过程继续在正常控制过程。
5.如权利要求2所述的火力发电厂总线冗余控制系统，其特征在于：所述总控台在接收到暂停请求后，向故障分析模块发送启动指令，同时控制过程进入异常分析过程。
6.如权利要求1所述的火力发电厂总线冗余控制系统，其特征在于：所述终端择线器和总控择线器内，控制器一路IO端输出分为两路支路，其中一路支路串联非门电路后通过光耦电路连接控制末端通断，另一路支路直接通过光耦电路连接控制末端通断，两路支路末端分别连接控制第一总线和第二总线的通断。
7.如权利要求1或6所述的火力发电厂总线冗余控制系统，其特征在于：终端择线器和实时分析模块通信连接于总控择线器内均是通信连接至总控择线器内的控制器，通信方式为串口通信。
8.如权利要求1所述的火力发电厂总线冗余控制系统，其特征在于：总控择线器与总控台之间通信方式为I2C通信。
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