发电厂升压站现场总线自动化模式研究

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摘 要：发电厂升压站现场总线自动化模式采用的技术是智能分布式测控前端，本文以新疆某发电厂为例，主要分析了该发电厂升压站现场总线的选择和概况，阐述了其升压站自动化模式的设计，最后总结了自动化模式的特色，旨在通过对发电厂升压站现场总线自动化模式的研究，寻找切实有效的方法实现自动化模式的安全可靠。

关键词：发电厂升压站 现场总线 自动化模式

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0018-02

1 新疆某发电厂升压站现场总线的选择和概况

1.1 现场总线的概况

所谓的现场总线指的是一种双向串行多节点的数字通信系统，主要连接的是现场区域的装置和控制室内的自动装置，在工业领域应用较为广泛，现场总线因其具有数字化和自动化的特点，又被称作底层数据通信网络。发电厂升压站的现场总线的意义在于处理现场设备之间存在的信息传输问题，提高信息传输效率，现场总线将整个系统进行了层次的划分，而每个节点对信息的控制量较小，信息传输的压力就不大，所以现场总线能够实现信息的实时传递。根据现场总线传递信息的特点，可以将现场总线的模型分为四个层次：网络部分、数据链路部分、物理部分和应用部分，这四个层次的协调配合，能够有效降低成本，实现现场总线信息传输的方便快捷。

1.2 现场总线的选择

现场总线因为种类繁多，并且各自具备的性能有所差异，因此在进行现场总线的选择时要慎重，首先要清楚目前常用的现场总线技术有哪些，如基金会现场总线、CAN等，其具有广泛的应用领域以及良好的发展前景。CAN的全称是控制网络，最早由德国推出，一开始是用于汽车行业的数据传递，后来其规范被制定为国家标准，得到了其他公司的支持，在各领域广泛应用。CAN的信号传输采用的是短帧结构，支持多主方式进行工作，CAN协议的信号传输的介质为双绞线，传输效率快，传播距离远并且被用于通信芯片的开发，体现出方便快捷、价格便宜等特点。

2 新疆某发电厂升压站自动化模式的设计

新疆该发电厂的升压站自动化模式的设计主要从系统结构、硬件、软件以及系统的可靠性四个方面来分析。

2.1 系统结构

新疆该发电厂升压站的自动化模式的组成部分有几个方面，下文将一一进行阐述。第一，数据采集的设备。主要通过现场总线进行数据的传输和采集，然后整理信息，保存入库；第二，控制系统。主要是由冗余系统和控制回路构成，与测控的模块进行相关的连接，实现实时控制；第三，操作员站。由子站系统对升压站的相关情况进行监督和控制，有效实现升压站的自动化系统的维护；第四，服务器的设计。服务器系统能够单独进行信息和数据的发布。并且系统的设计要以该发电厂升压站的具体情况而定，包括子站系统的配置，也要和升压站系统的实际相符合。

2.2 硬件

硬件的设计要注重对微处理器系统、现场总线的通信接口、信号的处理等方面的分析。首先，对于微处理器系统的设计，该设计选用是具有6个功能块、68个引脚的芯片以及16位独立计数器的微处理器。该项系统的数据处理效率高、速度快；其次，对于现场总线通信接口的设计，将控制器和收发器与现场总线相连接，CAN协议和微处理器共同发挥现场总线的物理层作用；最后，对于信号处理的设计，为了实现高效率低能耗的效果，信号处理采用的是美国某公司的构件，能有效形成独立的线路回路，防止干扰。

2.3 软件

该自动化模式的设计在实效性上具有明显的优势，并且传输时数据量大，速度快，故需要借助新技术，如内存共享的技术等，完成数据的传输和处理。软件设计上提出了一种新的思路，即多层结构，这种结构具有操作性强、安全指数高等优势，网络运行中，这些优势则体现得更为明显。分层结构的形式为软件的层次划分提供了灵感，将该软件的层次分为数据采集的网络层、控制层、管理层和服务层。

数据的采集运用了计算机技术，提高了数据采集的效率，从而推动系统的整体运行质量的提升，并在软件设计中增加了优先处理重要数据的功能，让需要紧急处理的问题获得优先处理，并且内存共享技术的应用能够对数据进行实时动态的管理，让数据时刻保持最新状态，并维持各个系统部件的独立运作。通讯和管理的软件能够和信息网完成连接，将系统的最新数据传递给信息网，从而形成数据的有效共享。

2.4 系统的可靠性

首先，系统的可靠性对于升压站来说具有重要意义，所以新疆该发电厂升压站自动化模式的设计首先要考虑的是可靠性。第一，为了实现实时不间断的有效监控和管理，确保其可靠性，系统硬件的设计要采用备用结构，对于数据信息的采集采用双机采集形式，也就是当其中一台机器因为故障而停止了数据的采集时，那么另外一台作为备用的机器就需要继续对数据进行采集和监控，从而让数据的采集不会因系统故障而受到影响；第二，为了确保系统能够对数据和相关信息进行完整的整理和记录，软件的设计要充分考虑到误操作的情况，所以在设计上进行多重闭锁和校验的设置，能够有效防止系统的误动作情况。

其次，服务器的相关硬件增加备用，包括电源、硬盘等，确保服务器的相关程序和数据，能够实现双重保证，数据的网络形式采用双网络，日常工作中双网络同时运作，能够有效分担一部分的数据压力，当其中一部分网络出现问题时；由另一部分的网络继续支持运行。

3 结语

综上所述，新疆某发电厂升压站的自动化系统在投入使用之后，反馈效果良好，自动化模式的设计科学合理，并且具备完善的功能性和实用性，能够方便迅速地进行维修和保养。并且该自动化模式的设计所采用的是标准和系统的开发模式，加之其分布式结构的现场总线，故在实际中的用途广泛，涵盖各个领域，包括发电厂、环境监测等，从长远来看，具有非常明显和广阔的现实意义。

参考文献

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