发电厂无线网络控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种发电厂无线网络控制系统，包括无线多功能节点、无线变送器、以及与发电厂传统控制装置连接的无线管理平台，所述各无线多功能节点以无线电通讯的方式与设置在厂区内各个工艺系统中的无线变送器连接，各无线多功能节点之间也以无线电通讯的方式互联组成无线控制主干网络；无线管理平台通过具有网关功能的无线多功能节点管理整个无线网络。本实用新型专利技术采用无线网络控制技术，完全取消了电缆的敷设，无需布线，节约投资约25%以上，安装周期可缩短40%以上，大大提高了工作效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电厂过程控制领域，特别是一种应用无线传输的网络控制系统。
技术介绍
发电厂中传统控制系统中的测量仪表、被控设备和控制装置之间全部采用电缆连接，因此在电厂建设过程中需要使用大量的电缆和安装电缆用的电缆桥架，不仅电缆敷设施工周期较长，工程量以及投资巨大，而且大量电缆集中敷设，容易成为电厂的火灾隐患。并且对于分散在厂区各偏僻处的测点设备，由于电缆数量较少，无敷设路径，还需要重新铺设电缆桥架，不仅影响厂区的整体建设，而且工程造价高、施工非常困难。另外，一旦控制系统建设完成，如想再增加仪表、设备，必须重新敷设电缆，施工难度大，不易实施。随着计算机技术及网络通讯技术的迅猛发展，近年来工业无线网络技术也得到快速发展，在各行业得到广泛应用。工业无线网络采用2. 4GHz频带的免费ISM公用频段，无需最终用户(电厂业主)向当地无线电管理委员会申请即可使用。无线网络技术以其可靠性高、灵活性强、网络扩展能力强以及较高的兼容性等优点，安装维护方便，越来越受到工厂管理人员和工程技术人员的青睐。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种工程造价较低，安装维护方便，且有利于发电厂整体规划建设的无线网络控制系统。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下。发电厂无线网络控制系统，包括发电厂传统控制装置，还包括通过电缆与发电厂传统控制装置连接的无线管理平台，所述无线管理平台通过无线网络连接若干个具有网关功能的无线多功能节点，所述各无线多功能节点以无线电通讯的方式分别与设置在厂区内各个工艺系统中的无线变送器连接。所述无线变送器的具体结构为无线变送器包括传感器、A/D转换器、微处理器、无线转换模块、电池、存储器以及天线，所述传感器用于采集被测物理量(温度、压力、流量、液位等等)，传感器的输出端经A/D转换器与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端经无线转换模块与天线连接；所述存储器分别与A/D转换器、微处理器和无线转换模块连接，用于存储这些设备的配置组态数据；电池的输出端分别与传感器、A/D转换器、微处理器和无线转换模块连接，用于为传感器、A/D转换器、微处理器和无线转换模块提供工作电源。本技术的改进在于所述无线变送器与天线之间设置有浪涌保护器，防止室外安装的无线变送器遭受雷击损害。本技术的进一步改进在于所述无线多功能节点内设置有无线防火墙。由于采用了上述技术方案，本技术取得的技术进步如下。本技术采用无线网络控制技术，完全取消了电缆的敷设，无需布线，节约投资约25%以上，并可缩短安装周期约40%以上，大大提高了工作效率；后期增加仪表方便，不必考虑电缆、桥架、接线箱、端子柜及I/O卡件，施工安装简捷、查线及联校简単。无线变送器可以广泛的安装于各种环境和地点，很方便的跨越道路和水池，还可以安装于移动平台诸如卡车、斗轮取料机上，无需考虑厂区整体建设环境，即可实现对厂区内各个测点的实时监測。附图说明图I是本技术的结构示意图。图2为本技术所述无线变送器的内部结构示意图。其中，I.发电厂传统控制装置，2.无线管理平台，3.无线多功能节点，4.无线变送器，41.传感器，42. A/D转换器，43.微处理器，44.无线转换模块，45.电池，46.存储器，47.天线。图中虚线表示无线网络连接，实线表示电缆连接。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术做进ー步详细说明。发电厂无线网络控制系统，如图I所示。包括发电厂传统控制装置I、无线管理平台2以及若干个无线多功能节点3和无线变送器4。发电厂传统控制装置与无线管理平台之间通过电缆连接；无线管理平台与各无线多功能节点之间通过无线网络连接，各无线多功能节点之间也通过无线网络连接；无线多功能节点与各个无线变送器之间通过无线网络连接，无线变送器设置在厂区内各个エ艺系统中，用于将各测点采集的信息转换为无线网络信号传输给无线多功能节点。无线管理平台主要用于将各个无线多功能节点采集的信息综合处理后通过电缆传输给发电厂传统控制装置。另外无线管理平台还实现以下功能1)无线网络的通讯诊断用来管理和诊断无线网络中设备的无线电通讯状況；2)图形功能界面支持以图形方式来监视无线电通讯的状态和无线通讯拓扑结构；3)支持对无线变送器的远程在线组态或维护；4)无线网络的统一安全管理；5)使用任何一台电脑就可以通过IP地址访问无线管理平台，无需安装任何应用软件，使用非常方便。本实施例中的无线网络控制系统中包含40个无线多功能节点，各个无线多功能节点之间的通讯距离为I公里，使用高増益天线时可达10公里。每个多功能节点各带80台刷新时间大于I秒的无线变送器或者20台刷新时间为I秒的无线变送器。无线多功能节点安装的环境温度为零下40°C至零上75°C之间。无线变送器4包括传感器41、A/D转换器42、微处理器43、无线转换模块44、电池45、存储器46以及天线47。传感器用于采集被测物理量(温度、压カ、流量、液位等等)，传感器的输出端经A/D转换器与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端经无线转换模块与天线连接。存储器的输出端分别与A/D转换器、微处理器和无线转换模块连接，存储器用于存储这些设备的配置组态数据。电池的输出端分别与传感器、A/D转换器、微处理器和无线转换模块连接，用于为传感器、A/D转换器、微处理器和无线转换模块提供工作电源。无线变送器中电池的使用寿命取决于设备启动通信的频率，通信频率可根据实际需要降低或提高，频率越高，电池耗电就越快。如果采用刷新时间为I秒的无线变送器，其电池的供电寿命为4. 5年；如果采用刷新时间大于I秒的无线变送器，其电池的供电寿命为10年。本实施例中采用内置电池供电的无线变送器，且无线变送器采用间断通讯的方式，以节约电量，使电池的使用时间更长。本实施例中选用的无线变送器适合户外安装，防护等级为IP66 ;应用在危险区域时，无线变送器具有隔爆和本安危险认证。无线变送器安装的环境温度为零下40°C至零上85°C之间。室外安装的无线变送器加装有浪涌保护器，浪涌保护器的接地端子良好接地，用于做好防雷措施。本实施例构建的无线通信网络中，网络会连续监视内部传输信号的强度变化，并能够实现自我修复，自动寻找无线变送器传输的信号到达无线多功能节点的最佳路径。当有突发情况阻断某信号的原传输通路时，可利用临近无线多功能节点重新为该信号选择一条新路径。因此，无线网络连通性强，可保证99%以上数据的稳定可靠，整个无线网络采用2. 4GHz ISM频段，具有自组织、自愈合、冗余网关、没有单点故障特点。本实施例中无线网络采用直接序列扩频技术(DSSS)通讯，无线多功能节点和无线变送器的通讯频率可以在2.4GHz频段(2400至2483. 5 MHz)中的16个频率上连续跳转，防止干扰。采用数据包加密、数据源认证和验证、密码管理、CRC循环码校验、无线防火墙等安全技术确保无线通讯能够达到工业等级的可靠性和安全性。当本技术建设完成后，如需另外增加测点设备，只需在网络中增加无线变送器或者移动临近无线多功能节点即可完成，只要无线变送器处于两个或两个以上无线多功能节点的通讯范围内，数据传输路径即可建立。操作简单，易于实现，不仅能够大大降低建设成本，还可保证发电厂整本文档来自技高网...

【技术保护点】
发电厂无线网络控制系统，包括发电厂传统控制装置（1），其特征在于：还包括通过电缆与发电厂传统控制装置（1）连接的无线管理平台（2），所述无线管理平台（2）通过无线网络连接若干个具有网关功能的无线多功能节点（3），所述各无线多功能节点（3）以无线电通讯的方式分别与设置在厂区内各个工艺系统中的无线变送器（4）连接。

【技术特征摘要】
1.发电厂无线网络控制系统，包括发电厂传统控制装置(1)，其特征在于还包括通过电缆与发电厂传统控制装置(I)连接的无线管理平台(2 )，所述无线管理平台(2 )通过无线网络连接若干个具有网关功能的无线多功能节点(3)，所述各无线多功能节点(3)以无线电通讯的方式分别与设置在厂区内各个エ艺系统中的无线变送器(4)连接。2.根据权利要求I所述的发电厂无线网络控制系统，其特征在于所述无线变送器(4)包括传感器(41)、A/D转换器(42)、微处理器(43)、无线转换模块(44)、电池(45)、存储器(46)以及天线(47)，所述传感器(41)用于采集被测物理量，传感器(41)的输出端经A/...

【专利技术属性】
技术研发人员：李才永，孙俊莲，杨金芳，胡立国，
申请(专利权)人：河北省电力勘测设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：