专利名称：一种完全无人值班电站的冗余控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及完全无人值班电站，特别是一种完全无人值班电站的冗余控制系统。
背景技术：
随着我国电站“完全无人值班”要求的不断深入以及自动监控技术及计算机技术的不断发展，无人值班电站控制系统受到前所未有的关注。无人值班电站控制的自动化程度、可靠性程度、冗余程度、智能程度直接影响到无人值班电站的运行安全性和高效性。现有电站控制系统PLC习惯采用单电源、单CPU、单网络结构，当PLC的这些重要模块中的一个或多个出现故障时，整个LCU的功能出现问题，失去对控制对象的监控作用。对重要的控制、保护信号未考虑冗余配置硬件和软件，当发生故障时，轻则严重影响电站的正常运行，严重的情况下，可能损坏电站设备，设备直接报废，造成重大经济损失，还有可能造成重大事故。现地LCU没有采用数据存储设计，数据完全在后台进行存储，当后台出现问题时，无法保存数据，特别是重要数据。发生这种情况时，无法进行事故分析，无法有效排除设备安全隐患。控制系统软件设计未考虑智能化要求，对于无人值班电站，电站现地没有值班人员的情况下，当有发生事故的趋势时，系统应该智能地进行分析，及时采取相应措施将消除事故隐患。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种完全无人值班电站的冗余控制系统，满足无人值班电站高可靠性、高冗余性、智能化的要求，及时消除事故隐患，保证安全。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种完全无人值班电站的冗余控制系统，包括PLC，所述PLC的CPU机架的以太网模块通过网络交换机接入远程监控中心，所述CPU机架的串口模块接有交流综合采样装置，所述网络交换机通过通讯管理机与网络通信，所述通讯管理机接有转速信号装置和温度巡检仪，所述转速信号装置与所述PLC的IO机架的开关量输入模块、自动准同期装置连接；所述温度巡检仪与IO机架的开关量输入模块连接；所述IO机架的开关量输出模块、高速计数模块、AD模块均与现场需控制设备连接。与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为本实用新型能满足无人值班电站高可靠性、高冗余性、智能化的要求，从而能及时消除事故隐患，保证人身和财产安全；本实用新型的系统可适用于完全无人值班电站，也可应用到火电、热电、泵站、水利枢纽、粮食食品、市政设施上。
图1为本实用新型一实施例结构示意图；图2为本实用新型一实施例PLC开关量模块及开关量接口板冗余采集接线原理图；图3为本实用新型一实施例PLC开关量冗余采集逻辑框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一实施例包括PLC，所述PLC的CPU机架的以太网模块通过网络交换机接入远程监控中心，所述CPU机架的串口模块接有交流综合采样装置，所述网络交换机通过通讯管理机与网络通信，所述通讯管理机接有转速信号装置和温度巡检仪，所述转速信号装置与所述PLC的IO机架的开关量输入模块、自动准同期装置连接；所述温度巡检仪与IO机架的开关量输入模块连接；所述IO机架的开关量输出模块、高速计数模块、AD模块均与现场需控制设备连接；所述IO机架的开关量输出模块通过隔离继电器接入现场需控制设备；所述CPU机架的CPU模块接有触摸屏。现场需控制设备有机组进水装置、调速器、励磁、制动系统、技术供水系统、机组供油系统、水轮机自动化元件等。CPU机架型号为CS1D-BI052，采用双电源、双CPU、双网络模块的热备冗余配置，IO机架的两个开关量输入模块经过开关量接口板连接开关量输入信号，这样PLC的两个开关量模块通过每个模块的一个输入点采集同一个开关量输入信号，实现信号冗余采集。IO机架RTD模块除采集电站的温度信号外，还通过通信管理获得温度巡检仪采集的温度数据，实现温度冗余采集及控制。IO机架通过模拟量输入模块接收来自电力变送器转换的交流电信号后的标准直流电流信号，并且通过RS485通信连接交流综合采样装置采集的发电机组交流电信号，实现对机组负荷控制的冗余控制。通讯管理机负责电站现地所有设备的通信，并通过以太网、GPRS、3G网络、通信卫星、无线扩频、无线载波中的二种或二种以上方式以冗余通道与远方监控中心进行数据交换。对于电站需要保存的数据，包括遥测、遥信、报警数据等，除了在远程监控中心的数据库服务器中长期保存外，还在电站现地的触摸屏、PLC中做了二个短期冗余备份(备份时间可达到半年)，如果是在远程监控中心通信中断后恢复的时，能及时将这些数据上传到远程监控中心的数据库服务器，避免长距离通信故障引起数据丢失。上述实施例的具体模块如图1所示，选择如下1、冗余热备PLC:可以选择OMRON (欧姆龙)CSlD系列，以下配置为使用该系列PLC双电源、双CPU、双网络模块至少需要选择以下型号模块1)CPU机架CS1D-BC052;2)电源模块CS1D_PD024，四块；3) CPU 模块CS1D_CPU65H，两块；4) TF 存储卡HMC-EF571 两块；5)以太网模块CS1W-ETN21 或 CS1D-ETN21D，两块；[0026]6)串口 通信CS IW-SCU31，一块；7) IO 机架CS1D-BI092 ；8)机架连接电缆CS1W_CN713 ；9)开关量输入模块CS1W_ID231 ；10)开关量输出模块CS1W_0D231 ；11)模拟量输入模块CS1W-AD801-V112) RTD CSlff-PTS56 ；触摸屏16位色TFT触摸屏，采用高分辨率、真彩TFT、大存储容量(可通过U盘、SD卡等)设备扩展存储空间，作为LCU屏的现地操作监控单元。本实施例具体采用的型号为台湾威纶MT6100i ；2、通讯管理机HZ300通讯管理机；3、交流综合采样装置HZM96A ；4、电力变送器I)功率变送器Y0D-PQ3-Vl-A2-P3-03 ；2)电压变送器YOD-U-V1-P3-04 ；5、转速信号装置TDS-4338-26600[140%]；6、温度巡检仪WP-D832-81-23-HH-T (Ptl00/Cu50, DC220V,带通讯)；7、自动准同期装置DZZB_4型；8、GPRS 网络CINTERI0N MC52i Terminal上述实施例中，PLC选用冗余热备高性能配置，电源模块、CPU模块、网络模块等重要模块都采用了冗余配置，其中电源部分采用交、直流双电源供电，保证系统电源供应，当这些冗余模块同类型的其中一个出现问题，不影响设备正常运行，且报警提示用户进行检查，该PLC的所有模块支持在线更换，即可在不断电情况进行，完全不影响设备运行。上述实施例中，对PLC需要采集的所有开关量、模拟量、温度量、转速信号都通过选择相应设备或自制设备进行冗余采集，并且软件开发时考虑冗余的采集及信号处理，确保数据采集及控制可靠性。整个冗余控制系统通过光纤以太网、GPRS、3G网络、通信卫星、无线扩频、无线载波中的二种或二种以上方式以冗余通道与远方监控中心进行通信，保证整个系统的通信可靠性。
权利要求1.一种完全无人值班电站的冗余控制系统，包括PLC，其特征在于，所述PLC的CPU机架的以太网模块通过网络交换机接入远程监控中心，所述CPU机架的串口模块接有交流综合采样装置，所述网络交换机通过通讯管理机与网络通信，所述通讯管理机接有转速信号装置和温度巡检仪，所述转速信号装置与所述PLC的IO机架的开关量输入模块、自动准同期装置连接；所述温度巡检仪与IO机架的开关量输入模块连接；所述IO机架的开关量输出模块、高速计数模块、AD模块均与现场需控制设备连接。
2.根据权利要求1所述的完全无人值班电站的冗余控制系统，其特征在于，所述IO机架的开关量输出模块通过隔离继电器接入现场需控制设备。
3.根据权利要求1所述的完全无人值班电站的冗余控制系统，其特征在于，所述CPU机架的CPU模块接有触摸屏。
专利摘要本实用新型公开了一种完全无人值班电站的冗余控制系统，包括PLC，所述PLC的CPU机架的以太网模块通过网络交换机接入远程监控中心，所述CPU机架的串口模块接有交流综合采样装置，所述网络交换机通过通讯管理机与网络通信，所述通讯管理机接有转速信号装置和温度巡检仪，所述转速信号装置与所述PLC的IO机架的开关量输入模块、自动准同期装置连接；所述温度巡检仪与IO机架的开关量输入模块连接；所述IO机架的开关量输出模块、高速计数模块、AD模块均与现场需控制设备连接。本实用新型能满足无人值班电站高可靠性、高冗余性、智能化的要求，从而能及时消除事故隐患，保证人身和财产安全。
文档编号G05B9/03GK202837853SQ20122051885
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者康明卫, 袁江锋, 陆平, 陈尚锋, 张良 申请人:华自科技股份有限公司