專利名稱：一種基于Modbus規(guī)約I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，具體屬于一種基于Modbus規(guī)約的I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的程度要求越來(lái)越高，控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。在這種形勢(shì)下，對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，不但要求控制監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控到更多信息量，而且要求具有穩(wěn)定性、可靠性。監(jiān)控系統(tǒng)一般都采用PLC控制器為主，但是編程控制器從價(jià)格上來(lái)說(shuō)，它是昂貴的，從容量來(lái)說(shuō)也是有限的。以太網(wǎng)是目前世界上應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)技術(shù)，隨著Internet的迅速發(fā)展，以太網(wǎng)已成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，TCP/ IP的簡(jiǎn)單實(shí)用已深入人心，為廣大用戶所接受。在工業(yè)控制領(lǐng)域，隨著儀器儀表智能化的提高和工業(yè)管理自動(dòng)化的深入，系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒘勘貙⒃黾?，未?lái)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能已不滿足于幾十個(gè)字節(jié)甚至可以是WEB網(wǎng)頁(yè)，所以網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇笕萘吭诠I(yè)控制中越來(lái)越重要，而以太網(wǎng)可以滿足工業(yè)控制的這種要求。構(gòu)成一個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，可以在計(jì)算機(jī)屏幕上看到監(jiān)控點(diǎn)的圖形，了解監(jiān)控點(diǎn)的信息，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，提高效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、可靠穩(wěn)定的基于Modbus規(guī)約的I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種基于Modbus規(guī)約I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于采集電廠輸煤設(shè)備的數(shù)據(jù)的若干RTU模塊、MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備以及客戶端，其特征在于所述RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò)MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備與客戶端連接，所述MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括485總線分配器、串口服務(wù)器、電光轉(zhuǎn)換器以及光電轉(zhuǎn)換器，所述RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò)電纜與485總線分配器的輸入端連接，485總線分配器的輸出端通過(guò)電纜與串口服務(wù)器的輸入端連接，串口服務(wù)器的輸出端通過(guò)網(wǎng)線與電光轉(zhuǎn)換器的輸入電口連接，電光轉(zhuǎn)換器的輸出光口通過(guò)光纜與光電轉(zhuǎn)換器的輸入光口連接，光電轉(zhuǎn)換器的輸出電口與客戶端連接。所述客戶端包括核心交換機(jī)，數(shù)據(jù)服務(wù)器以及用于顯示數(shù)據(jù)的操作站，所述光電轉(zhuǎn)換器的輸出電口通過(guò)網(wǎng)線與核心交換機(jī)的輸入電口連接，所述核心交換機(jī)的輸出電口分別通過(guò)網(wǎng)線與數(shù)據(jù)服務(wù)器以及操作站連接。所述數(shù)據(jù)服務(wù)器采用美國(guó)容錯(cuò)公司生產(chǎn)的型號(hào)為STRATUS ftserver 4300的數(shù)據(jù)服務(wù)器。采用以上技術(shù)方案后通過(guò)RTU模塊采集電廠數(shù)據(jù)通過(guò)MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸給客戶端，一方面?zhèn)鬏斀o數(shù)據(jù)服務(wù)器保存，一方面顯示于操作站反饋給操作人員，可方便針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的信息反饋將采取調(diào)度措施，完成生產(chǎn)工藝流程中作業(yè)的實(shí)時(shí)管理、設(shè)備控制、系統(tǒng)操作監(jiān)控工作。
圖1為本實(shí)用新型的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，一種基于Modbus規(guī)約I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于采集電廠輸煤設(shè)備的數(shù)據(jù)的若干RTU模塊、MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備以及客戶端，客戶端包括核心交換機(jī)，數(shù)據(jù)服務(wù)器以及用于顯示數(shù)據(jù)的操作站，RTU模塊的數(shù)字量輸入口與電廠的拉繩開(kāi)關(guān)、跑偏設(shè)備、電機(jī)溫度表等輸煤設(shè)備連接，采集這些設(shè)備的具體參數(shù)，RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò) MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備與客戶端連接，MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括485總線分配器、串口服務(wù)器、電光轉(zhuǎn)換器以及光電轉(zhuǎn)換器，RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò)電纜與485總線分配器的輸入端連接，485總線分配器的輸出端通過(guò)電纜與串口服務(wù)器的輸入端連接，串口服務(wù)器的輸出端通過(guò)網(wǎng)線與電光轉(zhuǎn)換器的輸入電口連接，電光轉(zhuǎn)換器的輸出光口通過(guò)光纜與光電轉(zhuǎn)換器的輸入光口連接，光電轉(zhuǎn)換器的輸出電口與客戶端連接，即光電轉(zhuǎn)換器的輸出電口通過(guò)網(wǎng)線與核心交換機(jī)的輸入電口連接，核心交換機(jī)的輸出電口分別通過(guò)網(wǎng)線與數(shù)據(jù)服務(wù)器以及操作站連接。本實(shí)用新型各個(gè)設(shè)備的功能以及型號(hào)1)數(shù)據(jù)服務(wù)器可稱為SCADA主服務(wù)器，具體可采用美國(guó)容錯(cuò)公司生產(chǎn)的型號(hào)為 STRATUS ftserver 4300的數(shù)據(jù)服務(wù)器，SCADA主服務(wù)器需要具有各種不可中斷的關(guān)鍵性應(yīng)用，提供連續(xù)可用處理能力以及對(duì)于錯(cuò)誤的容納能力。同時(shí)提供的連續(xù)可用、操作簡(jiǎn)便的平臺(tái)。SCADA服務(wù)器是在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于穩(wěn)定性的追求應(yīng)有很高的標(biāo)準(zhǔn)。這樣能夠提高本實(shí)用新型的可靠性、開(kāi)放性與可擴(kuò)展性，使其易于與其它系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)或數(shù)據(jù)共享。安裝于 SCADA服務(wù)器中的組態(tài)軟件應(yīng)具有三級(jí)以上冗余功能，包括數(shù)據(jù)采集冗余、數(shù)據(jù)處理冗余、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余，而且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分支持群集技術(shù)與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。同時(shí)應(yīng)具有功能性、實(shí)用性、安全性、可擴(kuò)展性。2)操作站應(yīng)具擴(kuò)充性的視覺(jué)化系統(tǒng)，擁有強(qiáng)大的功能可對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控有絕對(duì)的開(kāi)放式特性，可與標(biāo)準(zhǔn)或使用者的程式整合使用，滿足用戶的實(shí)際需求。操作站可以直接存取控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息，并可套用通訊的參數(shù)，把擷取的資料立即顯示在屏幕上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，提供友善的界面、物件導(dǎo)向的圖形化的圖形庫(kù)。同時(shí)與SCADA服務(wù)器做好結(jié)合，不斷可以將歷史資料作可視化的呈現(xiàn)，操作站具有報(bào)警處理的功能，報(bào)警處理分為事故報(bào)警和預(yù)告報(bào)警，前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)，后者包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件的狀態(tài)異常等，系統(tǒng)應(yīng)能提供所有報(bào)警和報(bào)警返回的記錄，并將報(bào)警記錄存在硬盤上。報(bào)警記錄實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保存，也需要能把資料轉(zhuǎn)換成報(bào)表的格式打印輸出，操作站具體可采用工業(yè)計(jì)算機(jī)， 比如DELL公司生產(chǎn)的DELL Precision T3500，操作站內(nèi)安裝的監(jiān)控軟件可使用GE研發(fā)的 IFIX4. 5。3)本實(shí)用新型中的Modbus網(wǎng)關(guān)設(shè)備快速整合Modbus、TCP和RTU/ASCII網(wǎng)絡(luò)，它定義了連接口的針腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)，可設(shè)置為三種傳輸模式(ASCII、RTU或TCP)中的任何一種在標(biāo)準(zhǔn)的Modbus網(wǎng)絡(luò)通信，用戶選擇想要的模式，包括串口通信參數(shù)(波特率、校驗(yàn)方式等)或IP地址及端口號(hào)(一般默認(rèn)端口為502)，在配置每個(gè)控制器的時(shí)候，在一個(gè)Modbus網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。4)核心交換機(jī)采用赫斯曼生產(chǎn)的型號(hào)為MACH4000的工業(yè)交換機(jī)，核心交換機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供工業(yè)以太網(wǎng)通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)， 并且采用一些適合于工業(yè)環(huán)境的措施，如防水，抗振動(dòng)。5) RTU模塊使用RTU協(xié)議通訊，其未規(guī)定物理層，具有集成程度高、穩(wěn)定可靠、完全滿足野外使用要求等特點(diǎn)，選擇的集成電路與元器件全部選擇工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，要完全滿足-40°C-85°C溫度范圍使用，同時(shí)應(yīng)將CPU、模擬量輸入、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出、通訊模塊等高度集成，其主要用于室外應(yīng)用，惡劣環(huán)境中，比如在一些無(wú)人值守的站點(diǎn)，一種耐用的現(xiàn)場(chǎng)智能處理器，它支持SCADA控制中心與現(xiàn)場(chǎng)器件間的通訊，連接到SCADA監(jiān)控中心的通訊系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備同SCADA服務(wù)器之間的連接，裝置有液晶顯示屏，操作、調(diào)試方便，且具有能指示裝置工作狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作信息的LED。RTU模塊采集電廠輸煤設(shè)備的參數(shù)還有機(jī)房的直流供電系統(tǒng)如UPS、電池等相關(guān)的測(cè)量可以直接接入RTU模塊的AI輸入端口，交流供電系統(tǒng)的電力參數(shù)如三相電壓、三相電流、三相無(wú)功功率、三相功率、三相不平衡電流、諧波等則通過(guò)RTU模塊完成采集后接入模塊，由網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、分布式的測(cè)控，具有極高的性能價(jià)格比，具有較強(qiáng)的開(kāi)放性、易擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的有益效果是1)目前國(guó)內(nèi)大型企業(yè)自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，特別是電廠輸煤控制系統(tǒng)要求高，設(shè)備多，投資大等特點(diǎn)，但是現(xiàn)場(chǎng)輸煤系統(tǒng)的各設(shè)備信號(hào)只局限于采用PLC控制編程器接入 SCADA系統(tǒng)中使用，而PLC編程控制器接入點(diǎn)的局限性以及昂貴性，使得大部分看似不是那么重要而需要增加人力勞動(dòng)的數(shù)據(jù)信息不能夠接入到HMI操作站自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控中，本實(shí)用新型填補(bǔ)了這一空白，通過(guò)這一技術(shù)平臺(tái)電力用戶可以對(duì)各輸煤控制系統(tǒng)中的各設(shè)備信息實(shí)行集中專業(yè)化遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行。2)本發(fā)明采用在輸煤控制系統(tǒng)中獨(dú)立建立一套通過(guò)Modbus規(guī)約的通信連接系統(tǒng)，可統(tǒng)一對(duì)廠區(qū)輸煤控制系統(tǒng)的各設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)人員機(jī)械性對(duì)設(shè)備的信息及故障的查詢和解除，實(shí)用集中式管理，讓電廠輸煤控制系統(tǒng)成為一個(gè)完善的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，為變電站設(shè)備的正常運(yùn)行和故障的及時(shí)處理提供了可靠的保障。3)對(duì)于大型企業(yè)，特別是電廠，人員的安全無(wú)疑是企業(yè)生產(chǎn)的重中之重，安全是第一企業(yè)的生產(chǎn)力。雖然企業(yè)建立了高自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)，但是還是缺少不了專門配備的檢修及操作人員。本發(fā)明將電廠輸煤控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)設(shè)備故障的復(fù)位這種繁瑣作業(yè)，能夠通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)中顯示具體的信息故障種類及故障位置。減少檢修人員的繁瑣勞動(dòng)， 從而減少現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)設(shè)備巡視的時(shí)間，排除設(shè)備的隱患性，以及減少人員安全的隱患。4)對(duì)于基于Modbus規(guī)約的本實(shí)用新型，Modbus綜合高速、對(duì)等通訊和易于安裝等特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化應(yīng)用和減少安裝費(fèi)用，大大降低了企業(yè)的維護(hù)和人力成本。同時(shí)所有操作記錄全部記錄歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存檔，可以通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查詢來(lái)分析設(shè)備信息，做出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種基于ModbUS規(guī)約I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于采集電廠輸煤設(shè)備的數(shù)據(jù)的若干RTU模塊、MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備以及客戶端，其特征在于所述RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò)MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備與客戶端連接，所述MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括485總線分配器、串口服務(wù)器、電光轉(zhuǎn)換器以及光電轉(zhuǎn)換器，所述RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò)電纜與485總線分配器的輸入端連接，485總線分配器的輸出端通過(guò)電纜與串口服務(wù)器的輸入端連接，串口服務(wù)器的輸出端通過(guò)網(wǎng)線與電光轉(zhuǎn)換器的輸入電口連接，電光轉(zhuǎn)換器的輸出光口通過(guò)光纜與光電轉(zhuǎn)換器的輸入光口連接，光電轉(zhuǎn)換器的輸出電口與客戶端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Modbus規(guī)約I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述客戶端包括核心交換機(jī)，數(shù)據(jù)服務(wù)器以及用于顯示數(shù)據(jù)的操作站，所述光電轉(zhuǎn)換器的輸出電口通過(guò)網(wǎng)線與核心交換機(jī)的輸入電口連接，所述核心交換機(jī)的輸出電口分別通過(guò)網(wǎng)線與數(shù)據(jù)服務(wù)器以及操作站連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于Modbus規(guī)約I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)服務(wù)器采用美國(guó)容錯(cuò)公司生產(chǎn)的型號(hào)為STRATUS ftserver 4300的數(shù)據(jù)服務(wù)
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于Modbus規(guī)約I/O通訊電廠輸煤監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于采集電廠輸煤設(shè)備的數(shù)據(jù)的若干RTU模塊、MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備以及客戶端，其特征在于所述RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò)MODBUS網(wǎng)關(guān)設(shè)備與客戶端連接，所述RTU模塊的數(shù)字量輸出端通過(guò)電纜與485總線分配器的輸入端連接，485總線分配器的輸出端通過(guò)電纜與串口服務(wù)器的輸入端連接，串口服務(wù)器的輸出端通過(guò)網(wǎng)線與電光轉(zhuǎn)換器的輸入電口連接，電光轉(zhuǎn)換器的輸出光口通過(guò)光纜與光電轉(zhuǎn)換器的輸入光口連接，光電轉(zhuǎn)換器的輸出電口與客戶端連接。采用以上技術(shù)方案后可方便針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的信息反饋將采取調(diào)度措施，完成生產(chǎn)工藝流程中作業(yè)的實(shí)時(shí)管理、設(shè)備控制、系統(tǒng)操作監(jiān)控工作。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202067122SQ20112007323
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者張明芬, 張智超, 鄭小苗 申請(qǐng)人:浙江天工自信科技工程有限公司