一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统，包括监控网系统，以及与监控网系统连接的系统网，与系统网连接的控制网系统；所述的监控网系统包括工程师站（1）和操作员站（2），以及工程师站（1）和操作员站2连接的监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）；监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）同时连接有第一服务器3和第二服务器（4）。本实用新型专利技术提高了电厂的自动化控制水平，实现了单元机组控制、公辅系统的控制、电气综保控制的一体化；本实用新型专利技术，网络功能强大，可扩展性强，通信可靠，数据处理能力强大。一体化减少了维护工作量，减少了备品备件的种类，降低了维护人员的维护难度。

【技术实现步骤摘要】
一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统
本技术涉及电厂控制领域，具体为一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统。
技术介绍
随着社会的不断发展，尤其是科学技术的不断进步，智能化、工业化，尤其是以智能工业集成化的设备越来越多，涉及生活和工业的方方面面。然而，诸多的智能化的设备，其都对电源有着高度的依赖性，而如何能够保证电源能够远远不断，且持续性的进行供应，保证设备不会因为故障及检修造成供电中断，一直是各个行业研究的重点。分散控制系统DCS(DistributedControlSystem)是以计算机为基础，采用通信网络连接，由具有独立完成采集、监视、控制、操作和计算功能的数据采集站、过程控制站、运行监视站和计算机操作站组成的信息共享的系统。操作员站是在系统运行时，供操作人员使用的人机接口设备。操作员通过它提供的人机界面对系统运行状况进行监视、控制。工程师站用来进行系统组态的计算机，系统管理员可以通过它将编译好的工程下装到各个操作员站、服务器和控制器服务器用于提供历史数据库、实时数据库、报表打印、报警和IO服务的计算机的一般冗余控制。主控单元是控制模块也成下位机。它按照预先下装到其内存中的算法处理采集到的现场数据，并将结果传递给服务器，操作站将相应命令传递给执行器，以控制实际过程。I/O模块也就是输入输出模块，用来在控制器和现场仪表执行器间转换和传递数据命令。通信管理机将微机保护装置的IEC101协议转换成TC/IP协议接入系统网。微机保护装置是由高集成度、总线不出芯片单片机、高精度电流电压互感器、高绝缘强度出口中间继电器、高可靠开关电源模块等部件组成。是用于测量、控制、保护、通讯为一体化的一种经济型保护。目前，在大小中型火力发电机组中，随着DCS控制系统在电厂中的成熟应用和经验的不断积累，DCS的性能和可靠性都在不断的提高单元机组设备的控制均采用DCS分散控制系统，而公辅系统设备的控制往往才用PLC＋上位机的控制方式。由于PLC在网络通讯功能上比较薄弱，对电厂统一的监控力不从心，且低档的PLC的CPU不具有冗余功能从而降低了电厂控制系统整体的可靠性。电气综保系统采用微机测控装置＋专用后台的结构形式。三者之间由于不同厂家，不同的设备，采用不同的通讯协议，使三者之间相互通讯存在一定的技术壁垒，从而使电厂控制系统无法形成一个统一集中的控制网络，且三者的授时不统一，出现同一故障点同一事故无法准确定位。多重控制系统造成了电厂的维护量大，且备品备件、编程组态软件种类繁多不易替代，要培训不同的控制系统的操作、维护人员增加了电厂的运行成本。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本技术提供了一种成熟可靠、安全稳，且功能强大，并且维护工作量小，运行成本低的一体化的DCS系统。本技术的目的是这样实现的：一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统，包括监控网系统，以及与监控网系统连接的系统网，与系统网连接的控制网系统；所述的监控网系统包括工程师站1和操作员站2，以及工程师站1和操作员站2连接的监控网系统第一交换机A和监控网系统第二交换机B；所述的监控网系统第一交换机A和监控网系统第二交换机B同时连接有第一服务器3和第二服务器4；所述的第一服务器3和第二服务器4并列设置，且第一服务器3通过第一五类屏蔽双绞线C和第二五类屏蔽双绞线D分别与监控网系统第一交换机A和监控网系统第二交换机B连接；所述的第二服务器4分别通过第三五类屏蔽双线E和第四五类屏蔽双绞线F分别与监控网系统第一交换机A和监控网系统第二交换机B连接；所述的系统网包括第三交换机K和第四交换机L；所述的第四交换机L通过第六五类屏蔽双绞线H和第八五类屏蔽双绞线J分别与第一服务器3和第二服务器4连接；所述的第三交换机K通过第五五类屏蔽双绞线G和第七五类屏蔽双绞线I分别与第一服务器3和第二服务器4连接；所述的第三交换机K和第四交换机L同时通过线缆连接控制网系统；所述的第三交换机K和第四交换机L采用6口或32口的工业交换机；所述的控制网系统包括单元机机组控制柜5，以及与单元机机组控制柜5连接的单元机远程站控制柜8；同时包括电气综保控制柜10、公辅系统控制柜14和与公辅系统控制柜14连接的公辅系统远程站控制柜15；所述的单元机机组控制柜5包括与系统网连接的控制网系统冗余控制器6，与控制网系统冗余控制器6连接的第一I/O模块7；所述的单元机远程站控制柜8内设置有第二I/O模块9；所述的电气综保控制柜10内设置有通信管理机11；所述的公辅系统控制柜14包括与系统网连接的公辅系统冗余控制器12，与公辅系统冗余控制器12连接的第三I/O模块13；所述的公辅系统远程站控制柜15内设置有第四I/O模块16。积极有益效果：本技术提高了电厂的自动化控制水平，实现了单元机组控制、公辅系统的控制、电气综保控制的一体化；本技术，网络功能强大，可扩展性强，通信可靠，数据处理能力强大。一体化减少了维护工作量，减少了备品备件的种类，降低了维护人员的维护难度。附图说明图1为本技术的系统框图；图中为：工程师站1、操作员站2、第一服务器3、第二服务器4、单元机机组控制柜5、控制网系统冗余控制器6、单元机远程站控制柜8、第二I/O模块9、电气综保控制柜10、通信管理机11、公辅系统冗余控制器12、第三I/O模块13、公辅系统控制柜14、公辅系统远程站控制柜15、第四I/O模块16、监控网系统第一交换机A、监控网系统第二交换机B、第一五类屏蔽双绞线C、第二五类屏蔽双绞线D、第三五类屏蔽双线E、第四五类屏蔽双绞线F、第五五类屏蔽双绞线G、第六五类屏蔽双绞线H、第七五类屏蔽双绞线I、第八五类屏蔽双绞线J、第三交换机K、第四交换机L。具体实施方式下面结合附图，对本技术做进一步的说明：监控网系统，这一层主要包括操作员站、工程师站、服务器等，它通过一个TCP/IP协议的冗余以太网与下层进行通信，将经过处理的现场采集数据显示给用户，并将用户的操作指令传递给下层。各个设备（包括操作员站、工程师站、服务器和打印机等）通过两组交换机连成网络；重要设备，例如服务器、交换机等均冗余配置，以保证系统通讯的可靠性。系统网，它通过一个TCP/IP协议的冗余以太网与服务器进行通通信，将控制器和通信管理机采集处理过的数据上传给服务器，各个设备通过两组交换机连成网络。控制网系统，这一层主要包括冗余控制器、I/O模块、通信管理机等。单元机组现场控制柜和公辅系统现场控制柜，采用冗余控制器通过DP总线与I/O模块进行通信的形式。电气综保设备控制柜中的通信管理机，将各种采用不同通讯规约的微机测控装置和断路器转换成TCP/IP协议，把数据上传到服务器并将数据传递给微机测控装置和断路器。如图1所示，监控网主要包括工程师站、操作员站和服务器。整个系统配备一台计算机作为工程师站，用来编译工程和维护系统，平时也可兼做操作员站。操作员站计算机的数量具体可根据工程大小和操作要求配备。工程师站和操作员站计算机均有2个100M/1000M自适应网卡。服务器采用入门级专用服务器，配有4个100M/1000M自适应网卡。监控网系统第一交换机A、监控网系统第二交换机B采用16口或32口的工业交换机，以备操作员站的扩容。将工程师站计算机的一个网卡通过五类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统，其特征在于：包括监控网系统，以及与监控网系统连接的系统网，与系统网连接的控制网系统；所述的监控网系统包括工程师站（1）和操作员站（2），以及工程师站（1）和操作员站（2）连接的监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）；所述的监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）同时连接有第一服务器（3）和第二服务器（4）；所述的第一服务器（3）和第二服务器（4）并列设置，且第一服务器（3）通过第一五类屏蔽双绞线（C）和第二五类屏蔽双绞线（D）分别与监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）连接；所述的第二服务器（4）分别通过第三五类屏蔽双线（E）和第四五类屏蔽双绞线（F）分别与监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）连接；所述的控制网系统包括单元机机组控制柜（5），以及与单元机机组控制柜（5）连接的单元机远程站控制柜（8）；同时包括电气综保控制柜（10）、公辅系统控制柜（14）和与公辅系统控制柜（14）连接的公辅系统远程站控制柜（15）。

【技术特征摘要】
1.一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统，其特征在于：包括监控网系统，以及与监控网系统连接的系统网，与系统网连接的控制网系统；所述的监控网系统包括工程师站（1）和操作员站（2），以及工程师站（1）和操作员站（2）连接的监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）；所述的监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）同时连接有第一服务器（3）和第二服务器（4）；所述的第一服务器（3）和第二服务器（4）并列设置，且第一服务器（3）通过第一五类屏蔽双绞线（C）和第二五类屏蔽双绞线（D）分别与监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）连接；所述的第二服务器（4）分别通过第三五类屏蔽双线（E）和第四五类屏蔽双绞线（F）分别与监控网系统第一交换机（A）和监控网系统第二交换机（B）连接；所述的控制网系统包括单元机机组控制柜（5），以及与单元机机组控制柜（5）连接的单元机远程站控制柜（8）；同时包括电气综保控制柜（10）、公辅系统控制柜（14）和与公辅系统控制柜（14）连接的公辅系统远程站控制柜（15）。2.根据权利要求1所述的一种冗余结构的电厂用一体化DCS系统，其特征在于：所述的系统网包括第三交换机（K）和第四交换机（L）；所述的第四交换机（L）通过第六五...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯超，王宝林，李遂甫，李东钦，胡庆伟，李克，李文波，李鹏，
申请(专利权)人：大唐三门峡发电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河南,41