CN207611241U - 一种工业优化控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工业优化控制装置，包括工程师站、以太网通讯模块、优化控制单元、电源模块、调试终端、现场总线部分、现场传感器设备、现场执行器设备，所述的工程师站通过以太网通讯模块与优化控制单元连接，所述的优化控制单元分别与电源模块、调试终端、现场总线部分连接，所述的现场总线部分分别与现场传感器设备、现场执行器设备连接。与现有技术相比，本实用新型具有保障了现场复杂生产过程控制的稳定性和持续性等优点。

Description

一种工业优化控制装置

技术领域

本实用新型涉及火电厂热工自动化控制领域，尤其是涉及一种工业优化控制装置。

背景技术

在工业生产过程如火电厂热工生产过程中，往往存在许多复杂的非线性、多变量、强耦合过程，我们的控制设备和控制系统应当兼顾这些控制对象和过程的安全性和经济型，具体言之，就是我们设计的控制单元和控制系统在运行中要求稳定可靠，我们所应用的控制算法要求高效优化，能够满足过程控制稳准快的标准。

当控制品质不能达到要求时，原因可能是系统故障，亦可能是系统工况的变化导致控制器参数不再适应。系统工况发生变化时，基于单回路的PID控制不能对控制品质下降的原因进行判断因而很难做到全部工况的稳定控制，使构建的控制回路无法在全行程内稳定投运。随着计算机技术的飞速发展和控制理论研究的不断深入，出现了一批以先进控制策略代替工程师站中PID控制器的优化控制单元。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工业优化控制装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种工业优化控制装置，包括工程师站、以太网通讯模块、优化控制单元、电源模块、调试终端、现场总线部分、现场传感器设备、现场执行器设备，所述的工程师站通过以太网通讯模块与优化控制单元连接，所述的优化控制单元分别与电源模块、调试终端、现场总线部分连接，所述的现场总线部分分别与现场传感器设备、现场执行器设备连接。

优选地，所述的以太网通讯模块通过交换机与优化控制单元连接，所述的电源模块与交换机连接。

优选地，所述的电源模块、交换机和优化控制单元均采用双机冗余设备，相互冗余的两台优化控制单元之间相互通信。

优选地，所述的调试终端通过RS232串口分别与两台优化控制单元连接。

优选地，所述的相互冗余的两台优化控制单元分别通过RS485串口与现场总线部分通信连接。

优选地，所述的现场总线部分为采用MODBUS通讯协议的现场总线。

优选地，所述的现场传感器设备和现场执行器设备采用并联方式接在现场总线部分上。

优选地，所述的优化控制单元内置有两套网口通讯接口与485通讯接口。

与现有技术相比，本实用新型由一整套的控制单元与控制系统、通讯设备、现场测量设备、执行设备构成，通整个控制系统在硬件设备组成上采取了双冗余备份的形式，共有两套电源、交换机、控制单元设备，本实用新型在实际应用过程中，同一时刻仅有一套设备在工作，另一套设备做备用，在发生故障情况时可迅速无扰切换至另一套设备工作，保障了现场复杂生产过程控制的稳定性和持续性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，一种新型工业优化控制装置，包括工程师站、以太网通讯模块、优化控制单元、电源模块、调试终端、现场总线部分、现场传感器设备、现场执行器设备，其中工程师站与以太网交换机0、以太网交换机1相连，同时以太网交换机0、以太网交换机1与优化控制单元0、优化控制单元1相连，优化控制单元0、优化控制单元1通过RS232串口与调试终端(PC机)相连，优化控制单元0、优化控制单元1通过信跳线与RS485串口实现互相间的通讯，电源0、电源1分别为两套交换机与优化控制单元设备供电，优化控制单元0、优化控制单元1通过RS485串口采用MODBUS通讯协议与并联在现场总线上的传感器、执行器设备相连。

工程师站通过以太网交换机与优化控制单元相连接，可以将工程师站中搭建的组态通过FTP文件传输协议下装至优化控制单元，通过网口通讯的方式工程师站与优化控制单元之间实现了数据的传输与广播，即工程师站将各输入的硬点软点测量值通过TCP协议发送至优化控制单元，优化控制单元中按照工程师站中SAMA图设计组态进行运算，运算产生的各模块软点输入输出值通过UDP协议广播至工程师站中，方便现场运行人员进行监控管理。

所述以太网交换机采用双备份的形式，成为连接工程师站与优化控制单元间的媒介，工程师站、优化控制单元0、优化控制单元1分别分配有不同IP地址，在对优化控制单元进行编程的过程中，指定了工程师站的IP地址及其自身的IP地址，这样只要工程师站的IP地址与优化控制单元中设定一致，二者之间便可以通过交换机这一媒介进行通信。

所述优化控制单元采用双备份的形式，优化控制单元具有计算速度快、内存大、安全可靠的特点，优化控制单元上的网口、串口等重要设备均采取了双备份的形式，其中LAN0与LAN1网口互为双备份，当某一网口发生故障或某一交换机发生故障造成通讯故障时，系统会切换为通过另一网口经由另一交换机进行通讯，保障了通讯过程的安全可靠；COM2与COM3互为双备份，COM2与COM3均为485通讯串口，其采用MODBUS通讯协议与外部传感器或执行设备进行通讯，所有传感器与执行设备均并联在一根总线上，COM2与COM3串口也并联接在这根总线上，当某一时刻某一串口发生故障时，可自动切换至另一串口进行通讯工作，保证了可靠性；GB口为信跳线，某一时刻优化控制单元0与优化控制单元1间仅有一个在正常工作状态，我们称为主站，另一个处于跟踪备份状态，我们称为从站，通过信跳线，可实现主站向从站备份关键信息，这些备份信息保障了当主站发生故障切换至从站时，从站中所有功能算法均可从主站当前状态开始计算而不是从零初始状态开始计算，保障了优化控制单元在主从切换时是无扰动的；COM1是485串口，两个优化控制单元间的COM1口交叉连接，即单元0发送的一端接单元1接收的一端，单元1接收的一端接单元0发送的一端，实现了主从控制单元间的信息传输；此外，在优化控制单元上还有一个RS232串口，通过该串口可以连接调试终端(如PC机)，进行调试信息的打印，方便技术人员调试设备。

所述电源采用双备份，提高了稳定性。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种工业优化控制装置，其特征在于，包括工程师站、以太网通讯模块、优化控制单元、电源模块、调试终端、现场总线部分、现场传感器设备、现场执行器设备，所述的工程师站通过以太网通讯模块与优化控制单元连接，所述的优化控制单元分别与电源模块、调试终端、现场总线部分连接，所述的现场总线部分分别与现场传感器设备、现场执行器设备连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的以太网通讯模块通过交换机与优化控制单元连接，所述的电源模块与交换机连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的电源模块、交换机和优化控制单元均采用双机冗余设备，相互冗余的两台优化控制单元之间相互通信。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的调试终端通过RS232串口分别与两台优化控制单元连接。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的相互冗余的两台优化控制单元分别通过RS485串口与现场总线部分通信连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的现场总线部分为采用MODBUS通讯协议的现场总线。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的现场传感器设备和现场执行器设备采用并联方式接在现场总线部分上。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的优化控制单元内置有两套网口通讯接口与485通讯接口。