專利名稱：基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空冷系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
直接空冷系統(tǒng),亦稱ACC (Air-Cooled Condenser)系統(tǒng),是干式冷卻系統(tǒng)的一種方式，區(qū)別于間接空冷，主要是用空氣來冷卻汽輪機的排汽，汽輪機排汽攜帶熱量經(jīng)過蒸汽管道到達空冷散熱器的金屬表面，直接通過空氣來冷凝，所需的冷卻空氣通常由變頻空冷風機提供，凝結(jié)水由回水管道送到汽輪機的凝結(jié)水處理系統(tǒng)，經(jīng)處理后再送回鍋爐，同時，有 專門的抽真空設(shè)備對系統(tǒng)進行抽真空。近年，我國北方地區(qū)空冷技術(shù)的應(yīng)用越來越多，也積累了豐富的運行經(jīng)驗，優(yōu)勢日漸突出，取得了相當大的成功，但隨著時代的進步，各種新技術(shù)的推陳出新，今天的直接空冷技術(shù)已呈現(xiàn)出一些不足，尤其在空冷系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，DAS應(yīng)連續(xù)采集和處理所有與空冷系統(tǒng)有關(guān)的重要測點信號及設(shè)備狀態(tài)信號，具有高度的可靠性和實時響應(yīng)能力，以便及時向操作人員提供有關(guān)的運行信號，實現(xiàn)機組安全經(jīng)濟運行。目前空冷系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方面的問題有(1)空冷設(shè)備靠主廠房布置，高五十米左右，長與寬也是在百米左右，整體設(shè)施比較龐大，同時與機組關(guān)系密切，這就會使系統(tǒng)接線工作特別繁重，因為每個現(xiàn)場設(shè)備都需要用線纜連至控制室，因而為以后的查線、維護帶來許多不便；(2)傳統(tǒng)的變送器還需要配備相應(yīng)的電源，這就為安裝和施工帶來很多不便；(3)由于很多信息采用的是標準模擬r20mA信號進行傳遞，由于距離較遠，因此在信號在傳輸過程中可能存在可靠性、抗干擾等方面的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為解決上述問題，提供一種基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它可有效克服安裝位置的限制，數(shù)據(jù)傳輸安全性高，抗干擾能力強。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案—種基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),米用樹形拓撲結(jié)構(gòu),在直接空冷系統(tǒng)中設(shè)有多個監(jiān)測點，在每個監(jiān)測點設(shè)有一個Zi gBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，各個Zi gBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集的信息送入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點直接或通過上級網(wǎng)路路由節(jié)點與網(wǎng)路協(xié)調(diào)器通信，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與DCS系統(tǒng)通信。所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器還配有備用的冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器也與DCS系統(tǒng)通f目。所述監(jiān)測點包括凝氣器液位監(jiān)測點、排汽壓力監(jiān)測點、凝結(jié)水溫監(jiān)測點、抽真空管道溫度監(jiān)測點、抽氣壓力監(jiān)測點、風機熱風回流溫度監(jiān)測點、環(huán)境溫度監(jiān)測點、風速風向監(jiān)測點；在各監(jiān)測點設(shè)有相應(yīng)的監(jiān)測傳感器及ZigBee模塊組成的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。本實用新型中采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有以下特點[0010](I)低功耗ZigBee只有激活和休眠模式，功耗低，因此ZigBee設(shè)備非常省電。(2)成本低ZigBee協(xié)議是免專利費的，低成本對于ZigBee也是一個關(guān)鍵的因素。(3)時延短通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短，典型的搜索設(shè)備時延30ms，休眠激活的時延 是15ms，活動設(shè)備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應(yīng)用。(4)網(wǎng)絡(luò)容量大一個ZigBee主節(jié)點可管理254個設(shè)備，最多可容納65000個設(shè)備.一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在最多100個ZigBee網(wǎng)絡(luò)，而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活。(5)可靠采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式，每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進行重發(fā)。(6)安全ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查和鑒定功能。ZigBee的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(I)ZigBee的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點類型ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的有兩種設(shè)備類型的節(jié)點全功能設(shè)備(FFD)和精簡功能設(shè)備(RFD)o①全功能設(shè)備(FFD):全功能設(shè)備具有ZigBee協(xié)議規(guī)定的所有功能及特性，具有足夠的計算能力和存儲容量，在網(wǎng)絡(luò)當中充當網(wǎng)絡(luò)路由器或中繼器，其可以擔任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者，形成網(wǎng)絡(luò)，讓其它的全功能設(shè)備或是精簡功能設(shè)備裝置連結(jié)，同時全功能設(shè)備具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸。當然也能夠作為終端節(jié)點工作。②精簡功能設(shè)備(RFD):精簡功能設(shè)備只能作為網(wǎng)絡(luò)中的終端結(jié)點，它是全功能設(shè)備的一種的簡化同時也降低了設(shè)備的成本。只能和全功能設(shè)備進行交互信息。全功能設(shè)備之間以及全功能設(shè)備與精簡功能設(shè)備之間都可以通信，但精簡功能設(shè)備之間不能直接通信，只能通過全功能設(shè)備進行傳輸信息。ZigBee采用自組織方式組網(wǎng)，該架構(gòu)被稱為無基礎(chǔ)構(gòu)架的無線局域網(wǎng)(AdHocirelessLAN),這種架構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的設(shè)備數(shù)量不加限制，并可隨時建起無線通信鏈路，這種組網(wǎng)方式有利于分散的設(shè)施群。例如，ZigBee協(xié)調(diào)器建立一個新的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，此時協(xié)調(diào)器一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，當一個新添加的精簡功能設(shè)備會被網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)現(xiàn)，這時ZigBee協(xié)調(diào)器會判斷是否允許其加入自己的網(wǎng)絡(luò)。當被允許時，全功能設(shè)備會把精簡功能設(shè)備的信息傳送給協(xié)調(diào)器，由協(xié)調(diào)器進行編址，并計算其路由信息，更新數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表和設(shè)備關(guān)聯(lián)表等。若新添加到網(wǎng)絡(luò)的是全功能設(shè)備，則可直接把自身信息上報協(xié)調(diào)器，并對周圍的精簡功能設(shè)備進行輪詢，記錄它們的地址信息，通知協(xié)調(diào)器更新路由，網(wǎng)絡(luò)中每個具備路由功能的節(jié)點都必須維護一個路由表和路由發(fā)現(xiàn)表，它們參與數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)、路由維護和路由發(fā)現(xiàn)，以及關(guān)聯(lián)其它的節(jié)點來擴展該網(wǎng)絡(luò)。這種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，便于管理，更有利于發(fā)現(xiàn)并自動添加新入網(wǎng)設(shè)備，更加適應(yīng)空冷系統(tǒng)中分散設(shè)施的特點。直接空冷系統(tǒng)包括排汽系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、空冷凝汽器等。空冷系統(tǒng)的主要監(jiān)控測點凝氣器液位、排汽壓力、凝結(jié)水溫、抽真空管道溫度、抽氣壓力、風機熱風回流溫度、環(huán)境溫度、風速風向等。[0024]本實用新型的有益效果是采用樹形拓撲結(jié)構(gòu)，各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過路由器最終與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，這種結(jié)構(gòu)組網(wǎng)相對簡單，能耗低，成本低，有效的擴大了網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，并配有冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，防止因設(shè)備故障引起的整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，降低了安全隱患，提高了系統(tǒng)可靠性。

圖I為本實用新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I. ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，2.網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點，3.網(wǎng)路協(xié)調(diào)器，3*.冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器4. DCS系統(tǒng)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。圖I中，在直接空冷系統(tǒng)中設(shè)有多個監(jiān)測點，監(jiān)測點包括凝氣器液位監(jiān)測點、排汽壓力監(jiān)測點、凝結(jié)水溫監(jiān)測點、抽真空管道溫度監(jiān)測點、抽氣壓力監(jiān)測點、風機熱風回流溫度監(jiān)測點、環(huán)境溫度監(jiān)測點、風速風向監(jiān)測點；在各監(jiān)測點設(shè)有相應(yīng)的監(jiān)測傳感器及ZigBee模塊組成的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點I。該數(shù)據(jù)采集傳輸采用的是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為樹形拓撲結(jié)構(gòu)，各個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點I、網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點2等終端設(shè)備最終與網(wǎng)路協(xié)調(diào)器3通信，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3與DCS系統(tǒng)4通信，把信息傳輸給上層網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3做為主協(xié)調(diào)器，冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3*作為備用協(xié)調(diào)器。在某一時刻，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3處于工作狀態(tài)，它采集信號，進行控制運算，產(chǎn)生控制輸出，冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3*不斷的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3的工作情況，不斷更新自己的存儲器，如果網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3發(fā)生故障，則系統(tǒng)立刻切換至備用冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3*中。此樹形結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備成本低、易于建網(wǎng)、易于檢修和排除故障，同時本專利中的冗余結(jié)構(gòu)加強了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，使基于ZigBee無線傳輸在直接空冷系統(tǒng)得以安全可靠的應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是，采用樹形拓撲結(jié)構(gòu)，在直接空冷系統(tǒng)中設(shè)有多個監(jiān)測點，在每個監(jiān)測點設(shè)有一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，各個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集的信息送入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點直接或通過上級網(wǎng)路路由節(jié)點與網(wǎng)路協(xié)調(diào)器通信，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與DCS系統(tǒng)通信。
2.如權(quán)利要求I所述的基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器還配有備用的冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，冗余網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器也與DCS系統(tǒng)通信。
3.如權(quán)利要求I所述的基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是，所述監(jiān)測點包括凝氣器液位監(jiān)測點、排汽壓力監(jiān)測點、凝結(jié)水溫監(jiān)測點、抽真空管道溫度監(jiān)測點、抽氣壓力監(jiān)測點、風機熱風回流溫度監(jiān)測點、環(huán)境溫度監(jiān)測點、風速風向監(jiān)測點；在各監(jiān)測點設(shè)有相應(yīng)的監(jiān)測傳感器及ZigBee模塊組成的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點?！?br> 專利摘要本實用新型公開了一種基于ZigBee技術(shù)的直接空冷數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它可有效克服安裝位置的限制，數(shù)據(jù)傳輸安全性高，抗干擾能力強。采用樹形拓撲結(jié)構(gòu)，在直接空冷系統(tǒng)中設(shè)有多個監(jiān)測點，在每個監(jiān)測點設(shè)有一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，各個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集的信息送入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點直接或通過上級網(wǎng)路路由節(jié)點與網(wǎng)路協(xié)調(diào)器通信，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與DCS系統(tǒng)通信。
文檔編號G08C17/02GK202424783SQ20122002356
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者于慶斌, 姚常青, 龐向坤, 高嵩 申請人:山東電力研究院