專利名稱：發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動控制裝置，尤其涉及發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置。背景技術(shù)：
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)發(fā)展很快，自動化程度越來 越高。因此，建設(shè)安全可靠的電廠監(jiān)控系統(tǒng)是亟待解決的問題。傳統(tǒng)的電廠監(jiān)
控系統(tǒng)信息傳輸廣泛采用的是RS-232或RS-485傳輸總線。這種傳輸總線技術(shù) 在f舎息傳輸方面存在許多缺點。主要表現(xiàn)在以下幾個方面(1)監(jiān)控系統(tǒng)種類 雖然多，但均為主從式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)上只能有一個主節(jié)點，無法構(gòu)成多主冗余系 統(tǒng)，當(dāng)主節(jié)點出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)則無法運行。(2)由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和通信 協(xié)議，所以系統(tǒng)是封閉的。(3)波特率較低，傳輸距離短，實時性滿足不了。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種穩(wěn)定性好、測量精度高的發(fā) 電廠數(shù)據(jù)采集裝置。
為了解決上述問題，本實用新型提供了一種發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置，包括中 心站、現(xiàn)場監(jiān)控分站和現(xiàn)場終端；所述現(xiàn)場終端包括傳感器、聲光報警器，所 述傳感器用于收集各種現(xiàn)場環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，聲光報警 器用于系統(tǒng)的報警；所述現(xiàn)場監(jiān)控分站用于把傳感器采集到的各種數(shù)據(jù)通過通 信介質(zhì)傳輸?shù)街行恼?，以及控制聲光報警器進行報警；所述中心站用于接收、 存儲和顯示從現(xiàn)場監(jiān)控分站傳來的發(fā)電安全監(jiān)控數(shù)據(jù)，并發(fā)送各種配置命令和 對現(xiàn)場設(shè)備的控制命令；所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點站，設(shè)置于中心站 和監(jiān)控分站之間，用于實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和中心站計算機標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議的相互 轉(zhuǎn)換;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站包括CAN總線通信適配卡;所述現(xiàn)場監(jiān)控分站包括CAN 通信控制器和CAN收發(fā)器。作為可選的技術(shù)方案，所述現(xiàn)場監(jiān)控分站包括鍋爐控制分站、汽輪機控制 分站和發(fā)電機控制分站。
作為可選的技術(shù)方案，所述現(xiàn)場監(jiān)控分站還包括復(fù)位電路與DIP設(shè)定開
關(guān)、
作為可選的技術(shù)方案，所述現(xiàn)場監(jiān)控分站還包括應(yīng)急備份電路。 作為可選的技術(shù)方案，所述現(xiàn)場監(jiān)控分站中的各個硬件之間采用雙絞線進 行通信。
本實用新型的優(yōu)點在于，由于所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站采用了 CAN總線通信適配 卡并相應(yīng)的在所述現(xiàn)場監(jiān)控分站中采用了 CAN通信控制器和CAN收發(fā)器，因 此本發(fā)明所提供的數(shù)據(jù)采集裝置穩(wěn)定性好、測量精度高。


附圖1所示為本實用新型提供的電廠數(shù)據(jù)采集裝置的具體實施方式
的裝置 結(jié)構(gòu)示意附圖2所示為本實用新型提供的發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置的具體實施方式
的現(xiàn) 場監(jiān)控分站的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型提供的發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置的具體實施方式做詳細(xì)說明。
附圖1所示為本具體實施方式
所述的數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括中 心站、網(wǎng)關(guān)節(jié)點站、鍋爐控制分站、汽輪機控制分站、發(fā)電機控制分站以及分 別與上述三個分站相連接的現(xiàn)場終端。
所述現(xiàn)場終端包括傳感器、聲光報警器，所述傳感器用于收集各種現(xiàn)場環(huán) 境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，聲光報警器用于系統(tǒng)的報警。
現(xiàn)場監(jiān)控分站由鍋爐控制分站、汽輪機控制分站以及發(fā)電機控制分站構(gòu) 成，用于把傳感器采集到的各種數(shù)據(jù)通過通信介質(zhì)傳輸?shù)街行恼?，以及控制?光報警器進行報警。所述現(xiàn)場監(jiān)控分站包括CAN通信控制器和CAN收發(fā)器。
4所述中心站用于接收、存儲和顯示從現(xiàn)場監(jiān)控分站傳來的發(fā)電安全監(jiān)控數(shù) 據(jù)，并發(fā)送各種配置命令和對現(xiàn)場設(shè)備的控制命令。
所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站設(shè)置于中心站和監(jiān)控分站之間，用于實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和
中心站計算機標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站包括CAN通信適配 器。
CAN(ControllerArea Network)屬于現(xiàn)場總線的范疇，它是一-種有效支持分 布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之目前許多RS-485基于R線構(gòu)建的 分布式控制系統(tǒng)而言，基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯 的優(yōu)越性
首先，CAN控制器工作于多主方式，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點都可根據(jù)總線訪問優(yōu) 先權(quán)(取決于報文標(biāo)識符)采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù) 據(jù)，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼，這可使不 同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點 之間的數(shù)據(jù)通信實時性強，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng) 的靈活性。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通信方式也只能以主站 輪詢的方式進行，系統(tǒng)的實時性、可靠性較差。
其次,CAN總線通過CAN控制器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和 CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CANL 端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會出現(xiàn)象在RS-485網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)系統(tǒng) 有錯誤，出現(xiàn)多節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，導(dǎo)致總線呈現(xiàn)短路，，從而損壞某 些節(jié)點的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能， 以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響，從而保證不會出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中，因個別 節(jié)點出現(xiàn)問題，使得總線處于"死鎖"狀態(tài)。
而且,CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來 實現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，這些是只僅僅有電氣協(xié)議 的RS-485所無法比擬的。
附圖2所示為包括CAN通信控制器和CAN收發(fā)器在內(nèi)的現(xiàn)場監(jiān)控分站的結(jié)構(gòu)示意圖。該現(xiàn)場監(jiān)控分站根據(jù)所采用的傳感器不同，適用于鍋爐控制分站、 汽輪機控制分站以及發(fā)電機控制分站中的任意一個分站。該系統(tǒng)中的微控制器(MCU)采用Philips公司的P87C51RD2。 CAN通信 控制器采用Philips公司的SJA1000，CAN收發(fā)器采用Philips公司的P82C250， 看門狗電路采用Xicor公司的串行E2PROM和WDT —體化的電路，防止程序 跑飛。DIP開關(guān)用于用戶設(shè)置(如設(shè)置波特率等)，用戶在此現(xiàn)場監(jiān)控分站進行工 作之前根據(jù)自己的需要對系統(tǒng)的運行參數(shù)進行設(shè)定，還可以用來設(shè)置此現(xiàn)場監(jiān) 控分站的節(jié)點號，這個節(jié)點號是預(yù)先約定的協(xié)議分配給每個分站的唯一的地 址，用戶在分站到現(xiàn)場安裝前根據(jù)這個分配的地址進行配置節(jié)點號。所述UART/RS—485接口轉(zhuǎn)換電路是系統(tǒng)的應(yīng)急備份電路。采用該電路作 為備份，則所述現(xiàn)場監(jiān)控分站中就有了兩套數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，當(dāng)CAN通信中斷 時，可啟用原來的舊系統(tǒng)RS-485總線，從而提高了傳輸?shù)目煽啃?。附圖2所示的現(xiàn)場監(jiān)控分站在工作的過程中，由專用傳感器完成對發(fā)電設(shè) 備的溫度、風(fēng)壓、風(fēng)量、水位、蒸氣壓力、電壓、電流和功率等參數(shù)的采集， 通過A/D轉(zhuǎn)換起送入MUC進行處理，并進行數(shù)據(jù)顯示，同時把數(shù)據(jù)通過CAN 通信控制器SJA1000和CAN收發(fā)器PCA82C250傳送給網(wǎng)管節(jié)點站，從而進 一步傳送給中心站的上位機。如果數(shù)據(jù)超過報警值，單片機會控制聲光報警。 當(dāng)超過危險值時，單片機控制相應(yīng)的繼電器，關(guān)閉相應(yīng)采集通道的開關(guān)。另外，采用雙絞線進行通信，為了避免電纜反射波和抗信號線上的回波干 擾，要在通信線的兩側(cè)加上120歐姆的終端電阻。上述現(xiàn)場監(jiān)控分站中，包括MCU、 CAN通信控制器和CAN收發(fā)器、接 口轉(zhuǎn)換電路以及看門狗電路等在內(nèi)的各種硬件，均為說明本具體實施方式
的內(nèi) 容而選取的硬件型號。在實際應(yīng)用中，所述硬件應(yīng)不限于本具體實施方式
中的 型號和生產(chǎn)廠商上，均可在本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所公知的范圍內(nèi)進行合理的替 換，此種替換應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為不超過本實用新型的保護范圍。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置，包括中心站、現(xiàn)場監(jiān)控分站和現(xiàn)場終端；所述現(xiàn)場終端包括傳感器、聲光報警器，所述傳感器用于收集各種現(xiàn)場環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，聲光報警器用于系統(tǒng)的報警；所述現(xiàn)場監(jiān)控分站用于把傳感器采集到的各種數(shù)據(jù)通過通信介質(zhì)傳輸?shù)街行恼?，以及控制聲光報警器進行報警；所述中心站用于接收、存儲和顯示從現(xiàn)場監(jiān)控分站傳來的發(fā)電安全監(jiān)控數(shù)據(jù)，并發(fā)送各種配置命令和對現(xiàn)場設(shè)備的控制命令；其特征在于還包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點站，設(shè)置于中心站和監(jiān)控分站之間，用于實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和中心站計算機標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換；所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站包括CAN總線通信適配卡；所述現(xiàn)場監(jiān)控分站包括CAN通信控制器和CAN收發(fā)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述現(xiàn)場監(jiān) 控分站包括鍋爐控制分站、汽輪機控制分站和發(fā)電機控制分站。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述現(xiàn)場監(jiān) 控分站還包括復(fù)位電路與DIP設(shè)定開關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述現(xiàn)場監(jiān) 控分站還包括應(yīng)急備份電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述現(xiàn)場監(jiān) 控分站中的各個硬件之間采用雙絞線進行通信。
專利摘要一種發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集裝置，包括中心站、現(xiàn)場監(jiān)控分站和現(xiàn)場終端以及網(wǎng)關(guān)節(jié)點站，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站設(shè)置于中心站和監(jiān)控分站之間，用于實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和中心站計算機標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換；所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站包括CAN總線通信適配卡；所述現(xiàn)場監(jiān)控分站包括CAN通信控制器和CAN收發(fā)器。本實用新型的優(yōu)點在于，由于所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點站采用了CAN總線通信適配卡并相應(yīng)的在所述現(xiàn)場監(jiān)控分站中采用了CAN通信控制器和CAN收發(fā)器，因此本實用新型所提供的數(shù)據(jù)采集裝置穩(wěn)定性好、測量精度高。
文檔編號G05B19/418GK201327586SQ20082015608
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者劉三明, 王致杰 申請人:上海電機學(xué)院