CN203930458U - 分散控制系统dcs的现场总线网段优化结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，适用于电厂循环水系统的网络控制，或其他制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统。本实用新型的结构特征在于：在分散控制系统DCS的现场总线中，将其中一个网段作为主网段，通过网段转换设备PBLink将该主网段转换成单网，并通过网段转换设备PBLink使主网段之外的一个或多个网段作为主网段上的设备连接在主网段上，形成过程控制站DPU的现场总线接口卡通过光纤连接模块、网段转换设备PBLink连接主网段设备及主网段之外一个或多个网段设备的通讯通路，以简化网段结构和降低成本。本实用新型的优化结构，节省了设备和缆线，大大降低控制系统工程造价，同时保证了现场总线网段的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，适用于电厂循环水系统的网络控制，或其他制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统。属于电力系统技术领域。
背景技术
目前，分散控制系统DCS现场总线网段布局结构，如图2所示，该结构通过将DCS控制系统的过程控制站DPU中一对冗余的光纤连接模块OLM1-1，将OLM1-1中PB卡的一对冗余接口转换为光纤接口，敷设到就地后，再分别通过一冗余的光纤连接模块OLM1-2将光纤接口转换为PD总线接口1-3，另一冗余的光纤连接模块OLM并接之后通过网关Gateway来连接现场总线PROFIBUS PA的总线网段1-4。因此，这种总线设计结构要独立占用一对DPU的现场总线PROFIBUS接口卡接口，以及要增加两对光纤连接模块OLM模块，存在结构复杂和工程造价高的缺陷。在网段铺设时，控制系统的工程造价高，并且控制性能、稳定性差。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提供一种分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，采用该结构具有结构简单、工程造价低及控制性能稳定的特点。
本实用新型的目的可以通过如下技术方案达到：
分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：在分散控制系统DCS的现场总线中，将其中一个网段作为主网段，通过网段转换设备PBLink将该主网段转换成单网，并通过网段转换设备PBLink使主网段之外的一个或多个网段作为主网段上的设备连接在主网段上，形成过程控制站DPU的现场总线接口卡通过光纤连接模块、网段转换设备PBLink连接主网段设备及主网段之外一个或多个网段设备的通讯通路，以简化网段结构和降低成本。
本实用新型的目的还可以通过如下技术方案达到：
进一步地，所述主网段可以为DP网段，主网段之外的一个或多个网段可以为PA网段。
进一步地，分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，包括过程控制站DPU和就地通讯箱，其特征在于：过程控制站DPU的DCS侧现场总线的冗余接口转换成光纤接口后与就地通讯箱的光纤接口输入端连接，就地通讯箱的光纤接口的输出端连接网段转换设备PBLink的输入端，网段转换设备PBLink具有网段转换结构；网段转换设备PBLink的输出端之一连接现场总线的DP网段，将DP网段转换为单网；网段转换设备PBLink的输出端之二连接现场总线的PA网段，将PA网段转换成网络设备； 通过网段转换设备PBLink使PA网段作为网络设备连接在DP网段上，形成单一DCS侧现场总线的冗余接口连接多网段的现场总线网段优化结构。
进一步地，所述PA网段可以包括网关Gateway和PA分配盒，网段转换设备PBLink的输出端之二通过网关Gateway连接PA分配盒的输入端，PA分配盒的输出端连接PA网段的网络设备。
进一步地，PA网段的网络设备可以包括凝汽器A入口循环水压力检测器、凝汽器A出口循环水压力检测器、收球网出/入口压差检测器、排污泵出口母管压力检测器和凝汽器真空压力检测器，DP网段的网络设备包括凝汽器A入口循环水电动门、凝汽器A入口循环水电动门、A侧收球网执行器、A侧进口阀、A侧切换阀和A侧出口阀，构成电厂循环水分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构。
进一步地，在分散控制系统DCS的总线电缆终端上可以连接有终端电阻。
进一步地，在现场总线PA上可以配置有电源模块。
进一步地，过程控制站DPU的光纤接口和就地通讯箱的光纤接口可以各由光纤连接模块OLM构成。
本实用新型具有如下突出的有益效果：
1、本实用新型涉及的现场总线网段优化结构，通过网段转换设备PBLink将该主网段转换成单网，并通过网段转换设备PBLink使主网段之外的一个或多个网段作为主网段上的设备连接在主网段上，形成过程控制站DPU的现场总线接口卡通过光纤连接模块、网段转换设备PBLink连接主网段设备及主网段之外一个或多个网段设备，使现场总线的网段PA不需要单独占用主站接口，减少从主站到就地的光缆和光纤OLM，节省了设备和缆线，大大降低控制系统工程造价，同时保证了现场总线网段的可靠性。
2、本实用新型涉及的现场总线网段优化结构，过程控制站DPU的DCS侧现场总线的冗余接口转换成光纤接口后与就地通讯箱的光纤接口输入端连接，就地通讯箱的光纤接口的输出端连接网段转换设备PBLink的输入端，网段转换设备PBLink具有网段转换结构；网段转换设备PBLink的输出端之一连接现场总线的DP网段，将DP网段转换为单网；网段转换设备PBLink的输出端之二连接现场总线的PA网段，将PA网段转换成网络设备；通过网段转换设备PBLink使PA网段作为网络设备连接在DP网段上，形成单一DCS侧现场总线的冗余接口连接多网段的现场总线网段优化结构，可以减少DCS侧PB卡接口的占用，可以减少光纤转换器的使用，并且减少光缆的使用。经应用在火电厂的循环水系统，单元机组涉及到的PA网段大约90个，采用本实用新型后，每个网段可节省约2万元，单台机组总计可节约180万元。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的结构方框图。
图2为现有技术的结构方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施例1：
参照图1，本实施例涉及的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，包括过程控制站DPU1和就地通讯箱，过程控制站DPU1的DCS侧现场总线的冗余接口转换成光纤接口后与就地通讯箱的光纤接口输入端连接，就地通讯箱的光纤接口的输出端连接网段转换设备PBLink5的输入端，网段转换设备PBLink5具有网段转换结构；网段转换设备PBLink的输出端之一连接现场总线的DP网段2，将DP网段2转换为单网；网段转换设备PBLink5的输出端之二连接现场总线的PA网段3，将PA网段3转换成网络设备；通过网段转换设备PBLink5使PA网段3作为网络设备连接在DP网段2上，形成单一DCS侧现场总线的冗余接口连接多网段的现场总线网段优化结构。
本实施例涉及的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，在分散控制系统DCS的现场总线中，将其中一个网段作为主网段，通过网段转换设备PBLink将该主网段转换成单网，并通过网段转换设备PBLink使主网段之外的一个或多个网段作为主网段上的设备连接在主网段上，形成过程控制站DPU的现场总线接口卡通过光纤连接模块、网段转换设备PBLink连接主网段设备及主网段之外一个或多个网段设备的通讯通路，以简化网段结构和降低成本。所述主网段为DP网段，主网段之外的一个或多个网段为PA网段。
本实施例中：
所述PA网段3包括网关Gateway6和PA分配盒8，网段转换设备PBLink5的输出端之二通过网关Gateway6连接PA分配盒8的输入端，PA分配盒8的输出端连接PA网段3的网络设备。
PA网段3的网络设备包括凝汽器A入口循环水压力检测器、凝汽器A出口循环水压力检测器、收球网出/入口压差检测器、排污泵出口母管压力检测器和凝汽器真空压力检测器，DP网段2的网络设备包括凝汽器A入口循环水电动门、凝汽器A入口循环水电动门、A侧收球网执行器、A侧进口阀、A侧切换阀和A侧出口阀，构成电厂循环水分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构。
在分散控制系统DCS的总线电缆终端上连接有终端电阻9。在现场总线PA网段3上配置有电源模块7。过程控制站DPU1的光纤接口和就地通讯箱的光纤接口各由光纤连接模块OLM4构成。
网关Gateway6、PA分配盒8、网段转换设备PBLink5、电源模块7和光纤连接模块OLM4，可以采用常规技术的网关、PA分配盒、网段转换设备、电源装置和光纤连接器。
实际应用时，通过连接于现场总线的PA网段3的循环水凝汽器电动门、收球网执行器、进/出水阀门和切换阀各组件的传感器，检测凝汽器电动门、收球网执行器、进/出水阀门和切换阀各组件的工作使用参数，其参数发送到DCS控制系统的过程控制站DUP1，通过DCS控制系统的过程控制站DUP1计算后选择是否通过现场总线DP网段2对凝汽器电动门、收球网执行器、进/出水阀门和切换阀各组件发送指令进行工作。具体地：当传感器检测到循环水系统的使用参数，使用参数通过现场总线的PA网段3将信息传送至DCS控制系统过程控制站DUP11，DCS控制系统过程控制站DUP1接收信息后计算分析，选择是否通过现场总线DP网段2向系统的各组件控制端发出工作指令，如：
1、DCS控制系统根据不同的季节和工况进行判断，计算出阀门的开度，然后DCS控制系统将通过现场总线DP网段2向凝汽器循环水电动门发出控制指令，控制凝汽器循环水电动门的开和关；
2、DCS控制系统计算分析出凝汽器需要进行胶球清洗，DCS控制系统将通过现场总线DP网段2向收球网和装球室等执行器发出指令，完成凝汽器胶球清洗；
3、同理，当DCS控制系统检测到凝汽器真空低时，将从控制系统中发出报警信号，提醒操作人员进行处理。
本实用新型的技术特点是：所述的现场总线的PA网段3通过网关和PBlink转换设备连接于冗余现场总线DP网段2，再通过冗余现场总线DP网段2连接于DCS控制系统，节省过程控制站DUP1的PB卡口及对应的光缆。
具体实施例2：
本实施例涉及的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其结构其特点是：所述的现场总线的PA网段3通过现场总线DP网段2的多个节点利用转换设备PB-Link5和网关6进行扩展，实现同一输出光纤转换为多个现场总线的PA网段3输出控制端口，实现同一输光纤转换为多个数据信号输出控制端口呈树型拓扑结构。
其余同实施例1。
本实用新型经广东省某电厂应用，带来如下效益和效果：
1、降低控制系统工程造价，包括：
1)PA网段不需要单独占用主站接口，节省了设备；2)节省了从主站到就地的光缆两对OLM模块；3)节省了从主站到就地的光缆；4)单元机组涉及到的PA网段大约90个，采用该技术后，每个网段可节省约2万元，单台机组总计可节约180万元。
2)保证了现场总线网段的可靠性，在广东肇庆大旺热电联产项目中，循环水系统采用本技术方案进行总线网段的设计。经现场实际运行检验，效果良好。考虑到采用该技术，同时可以保证现场总线网段从电子设备间到就地的部分保持冗余，保证了网段的可靠性，其总体效益十分可观。
Claims (8)
1.分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：在分散控制系统DCS的现场总线中，将其中一个网段作为主网段，通过网段转换设备PBLink将该主网段转换成单网，并通过网段转换设备PBLink使主网段之外的一个或多个网段作为主网段上的设备连接在主网段上，形成过程控制站DPU的现场总线接口卡通过光纤连接模块、网段转换设备PBLink连接主网段设备及主网段之外一个或多个网段设备的通讯通路，以简化网段结构和降低成本。
2.根据权利要求1所述的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：所述主网段为DP网段，主网段之外的一个或多个网段为PA网段。
3.根据权利要求1所述的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，包括过程控制站DPU(1)和就地通讯箱，其特征在于：过程控制站DPU(1)的DCS侧现场总线的冗余接口转换成光纤接口后与就地通讯箱的光纤接口输入端连接，就地通讯箱的光纤接口的输出端连接网段转换设备PBLink(5)的输入端，网段转换设备PBLink(5)具有网段转换结构；网段转换设备PBLink的输出端之一连接现场总线的DP网段(2)，将DP网段(2)转换为单网；网段转换设备PBLink(5)的输出端之二连接现场总线的PA网段(3)，将PA网段(3)转换成网络设备；通过网段转换设备PBLink(5)使PA网段(3)作为网络设备连接在DP网段(2)上，形成单一DCS侧现场总线的冗余接口连接多网段的现场总线网段优化结构。
4.根据权利要求3所述的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：所述PA网段(3)包括网关Gateway(6)和PA分配盒(8)，网段转换设备PBLink(5)的输出端之二通过网关Gateway(6)连接PA分配盒(8)的输入端，PA分配盒(8)的输出端连接PA网段(3)的网络设备。
5.根据权利要求4所述的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：PA网段(3)的网络设备包括凝汽器A入口循环水压力检测器、凝汽器A出口循环水压力检测器、收球网出/入口压差检测器、排污泵出口母管压力检测器和凝汽器真空压力检测器，DP网段(2)的网络设备包括凝汽器A入口循环水电动门、凝汽器A入口循环水电动门、A侧收球网执行器、A侧进口阀、A侧切换阀和A侧出口阀，构成电厂循环水分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构。
6.根据权利要求4所述的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：在分散控制系统DCS的总线电缆终端上连接有终端电阻(9)。
7.根据权利要求4所述的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：在现场总线PA(3)上配置有电源模块(7)。
8.根据权利要求4至7任一权利要求所述的分散控制系统DCS的现场总线网段优化结构，其特征在于：过程控制站DPU(1)的光纤接口和就地通讯箱的光纤接口各由光纤连接模块OLM(4)构成。
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| CN105159250A (zh) * | 2015-08-14 | 2015-12-16 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种电厂dcs系统的风量和汽包水位计算方法及装置 |
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