發電廠升壓站現場總線自動化模式研究

吾吉艾海買提·亞生++麥麥提艾力·斯木提拉

摘 要：發電廠升壓站現場總線自動化模式采用的技術是智能分布式測控前端，本文以新疆某發電廠為例，主要分析了該發電廠升壓站現場總線的選擇和概況，闡述了其升壓站自動化模式的設計，最后總結了自動化模式的特色，旨在通過對發電廠升壓站現場總線自動化模式的研究，尋找切實有效的方法實現自動化模式的安全可靠。

關鍵詞：發電廠升壓站 現場總線 自動化模式

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0018-02

1 新疆某發電廠升壓站現場總線的選擇和概況

1.1 現場總線的概況

所謂的現場總線指的是一種雙向串行多節點的數字通信系統，主要連接的是現場區域的裝置和控制室內的自動裝置，在工業領域應用較為廣泛，現場總線因其具有數字化和自動化的特點，又被稱作底層數據通信網絡。發電廠升壓站的現場總線的意義在于處理現場設備之間存在的信息傳輸問題，提高信息傳輸效率，現場總線將整個系統進行了層次的劃分，而每個節點對信息的控制量較小，信息傳輸的壓力就不大，所以現場總線能夠實現信息的實時傳遞。根據現場總線傳遞信息的特點，可以將現場總線的模型分為四個層次：網絡部分、數據鏈路部分、物理部分和應用部分，這四個層次的協調配合，能夠有效降低成本，實現現場總線信息傳輸的方便快捷。

1.2 現場總線的選擇

現場總線因為種類繁多，并且各自具備的性能有所差異，因此在進行現場總線的選擇時要慎重，首先要清楚目前常用的現場總線技術有哪些，如基金會現場總線、CAN等，其具有廣泛的應用領域以及良好的發展前景。CAN的全稱是控制網絡，最早由德國推出，一開始是用于汽車行業的數據傳遞，后來其規范被制定為國家標準，得到了其他公司的支持，在各領域廣泛應用。CAN的信號傳輸采用的是短幀結構，支持多主方式進行工作，CAN協議的信號傳輸的介質為雙絞線，傳輸效率快，傳播距離遠并且被用于通信芯片的開發，體現出方便快捷、價格便宜等特點。

2 新疆某發電廠升壓站自動化模式的設計

新疆該發電廠的升壓站自動化模式的設計主要從系統結構、硬件、軟件以及系統的可靠性四個方面來分析。

2.1 系統結構

新疆該發電廠升壓站的自動化模式的組成部分有幾個方面，下文將一一進行闡述。第一，數據采集的設備。主要通過現場總線進行數據的傳輸和采集，然后整理信息，保存入庫；第二，控制系統。主要是由冗余系統和控制回路構成，與測控的模塊進行相關的連接，實現實時控制；第三，操作員站。由子站系統對升壓站的相關情況進行監督和控制，有效實現升壓站的自動化系統的維護；第四，服務器的設計。服務器系統能夠單獨進行信息和數據的發布。并且系統的設計要以該發電廠升壓站的具體情況而定，包括子站系統的配置，也要和升壓站系統的實際相符合。

2.2 硬件

硬件的設計要注重對微處理器系統、現場總線的通信接口、信號的處理等方面的分析。首先，對于微處理器系統的設計，該設計選用是具有6個功能塊、68個引腳的芯片以及16位獨立計數器的微處理器。該項系統的數據處理效率高、速度快；其次，對于現場總線通信接口的設計，將控制器和收發器與現場總線相連接，CAN協議和微處理器共同發揮現場總線的物理層作用；最后，對于信號處理的設計，為了實現高效率低能耗的效果，信號處理采用的是美國某公司的構件，能有效形成獨立的線路回路，防止干擾。

2.3 軟件

該自動化模式的設計在實效性上具有明顯的優勢，并且傳輸時數據量大，速度快，故需要借助新技術，如內存共享的技術等，完成數據的傳輸和處理。軟件設計上提出了一種新的思路，即多層結構，這種結構具有操作性強、安全指數高等優勢，網絡運行中，這些優勢則體現得更為明顯。分層結構的形式為軟件的層次劃分提供了靈感，將該軟件的層次分為數據采集的網絡層、控制層、管理層和服務層。

數據的采集運用了計算機技術，提高了數據采集的效率，從而推動系統的整體運行質量的提升，并在軟件設計中增加了優先處理重要數據的功能，讓需要緊急處理的問題獲得優先處理，并且內存共享技術的應用能夠對數據進行實時動態的管理，讓數據時刻保持最新狀態，并維持各個系統部件的獨立運作。通訊和管理的軟件能夠和信息網完成連接，將系統的最新數據傳遞給信息網，從而形成數據的有效共享。

2.4 系統的可靠性

首先，系統的可靠性對于升壓站來說具有重要意義，所以新疆該發電廠升壓站自動化模式的設計首先要考慮的是可靠性。第一，為了實現實時不間斷的有效監控和管理，確保其可靠性，系統硬件的設計要采用備用結構，對于數據信息的采集采用雙機采集形式，也就是當其中一臺機器因為故障而停止了數據的采集時，那么另外一臺作為備用的機器就需要繼續對數據進行采集和監控，從而讓數據的采集不會因系統故障而受到影響；第二，為了確保系統能夠對數據和相關信息進行完整的整理和記錄，軟件的設計要充分考慮到誤操作的情況，所以在設計上進行多重閉鎖和校驗的設置，能夠有效防止系統的誤動作情況。

其次，服務器的相關硬件增加備用，包括電源、硬盤等，確保服務器的相關程序和數據，能夠實現雙重保證，數據的網絡形式采用雙網絡，日常工作中雙網絡同時運作，能夠有效分擔一部分的數據壓力，當其中一部分網絡出現問題時；由另一部分的網絡繼續支持運行。

3 結語

綜上所述，新疆某發電廠升壓站的自動化系統在投入使用之后，反饋效果良好，自動化模式的設計科學合理，并且具備完善的功能性和實用性，能夠方便迅速地進行維修和保養。并且該自動化模式的設計所采用的是標準和系統的開發模式，加之其分布式結構的現場總線，故在實際中的用途廣泛，涵蓋各個領域，包括發電廠、環境監測等，從長遠來看，具有非常明顯和廣闊的現實意義。

參考文獻

[1] 秦應峰，童明光，李余廷，等.基于現場總線的發電廠升壓站自動化研究[J].繼電器，2004，32（16）：71-73，76.

[2] 張翼，韓兵.現場總線的發電廠機組控制應用研究[J].自動化儀表，2008，29（10）：18-21.

[3] 薛濤.綜合自動化在發電廠電氣系統的應用[J].城市建設，2010（9）：355.

[4] 錢淵.集散控制系統及現場總線在發電廠的應用[D].江蘇大學，2012.

[5] 楚彥君，鄭茂，李衛，等.現場總線應用于發電廠電氣控制系統的研究[J].熱力發電，2009，38（10）：81-84，88.