现场总线技术在火电厂输煤系统中的应用

1、现场总线技术在火电厂输煤系统中的应用摘要：本文基于目前流行的现场总线技术之一Lnrks总线技术，给出了火电厂输煤系统中工况参数监测的总体框架，对模拟量、开关量智能节点给出一般性设计，形成以智能节点为单位的能实现控制、管理、监测功能的火电厂输煤系统现场底层网络，在此根底上最终实现与DS分散控制系统的集成。关键词：Lnrks技术智能节点分散控制系统网络集成1、引言1991年美国Eheln公司成功推出了lnrks网络控制系统，与当前已有的几种现场总线技术相比，lnrks总线以其特有的突出特点：统一性、开发性以及互操作性，成为实际上的现场总线推荐标准。Lnrks总线技术的核心是neurn神经元芯片及其

2、内部固件lntalk协议，它既能管理通信，又具有输入/输出及控制才能。此外，Eheln公司还为网络的开发提供了强有力的开发工具，控制模板和网络效劳工具等，可以很方便地组成智能节点，并将这些节点应用于lnrks网络中形成网络系统。因此，该总线常被作为工业消费中检测与控制中较为流行的总线之一。输煤系统是火电厂的重要组成局部，其平安可靠运行是保证电厂实现平安、高效不可缺少的环节。输煤系统的工艺流程随锅炉容量、燃料品种、运输方式的不同而差异较大，并且使用设备多，分布范围广。作为一种具有本安性且远间隔 传输才能强的分布式智能总线网络，lnrks总线能将监测点做到彻底的分散在一个网络内可带32000多个节

3、点，进步了系统的可靠性，可以满足输煤系统监控的要求。火电厂输煤系统一般都采用顺序控制和报警方式，为相对独立的控制单元系统，系统装备了各种性能可靠的测量变送器。通过运用Lnrks现场总线技术将各种测量变送器的输出信号接入对应的智能节点组成多个检测单元，然后挂接在Lnrks总线上，再通过Lnrks总线与已有的DS系统集成，实现了对输煤系统更加有效便捷的监控。2、基于Lnrks总线火电厂输煤系统的根本构造在输煤系统中，常用的测量变送器一般有以下几种：1开关量皮带速度变送器2皮带跑偏开关3煤流开关4皮带张力开关5煤量信号6金属探测器7皮带划破探测8落煤管堵煤开关9煤仓煤位开关。每一种测量变送器和其相对

4、应节点共同组成智能监测单元，对需要监测的工况参数进展实时的监控。监测单元通过收发器接入Lnrks总线网络进展通信，可根据监测到的参数进展控制和发出报警信号，系统的构造如图1所示。转贴于论文联盟.ll.3、Lnrks总线智能节点的一般设计智能节点是总线网络中分布在现场级的根本单元，其设计开发分为两种：一种是基于neurn芯片的设计，即节点中不再包含其它处理器，所有工作均由neurn芯片完成。另一种是基于主机的节点设计，即neurn芯片只完成通信的工作，用户应用程序由其它处理器完成。前者合适设计相对简单的场合，后者适应于设计相对复杂的场合。一般情况下，多采用基于芯片的设计。由于智能节点不外乎输入/

5、输出模拟量和输入/输出开关量四种形式，节点的设计也大同小异，对此本文只给出了节点设计的一般方法。基于芯片的智能节点的硬件构造包括控制电路、通信电路和其它附加电路组成，其根本构造如图2所示。图2智能节点根本构造图Fig2BasiStruturefNdeBasednTheNeurnhip控制电路神经元芯片：采用Tshiba公司消费的3150芯片，主要用于提供对节点的控制，施行与Ln网的通信，支持对现场信息的输入输出等应用效劳。片外存储器：采用Atel公司消费的AT29256Flash存储器。AT29256共有32KB的地址空间，其中低16KB空间用来存放神经元芯片的固件包括LnTalk协议等。高1

6、6KB空间作为节点应用程序的存储区。采用ISSI公司消费的IS61256作为神经元芯片的外部RA。I/接口：是neurn芯片上可编程的11个I/引脚，可直接与外部接口电路连接，其功能和应用由编程方式决定。通信电路通信电路的核心收发器是智能节点与Ln网之间的接口。目前，Eheln公司和其他开发商均提供了用于多种通信介质的收发器模块。通常采用Eheln公司消费的适用于双绞线传输介质的FTT-10A收发器模块。附加电路附加电路主要包括晶振电路、复位电路和Servie电路等。晶振电路：为3150神经元芯片提供工作时钟。复位电路：用于在智能节点上电时产生复位操作。另外，节点还将一个低压中断设备与3150

7、的Reset引脚相连，构成对神经元芯片的低压保护设计，进步节点的可靠性稳定性。Servie电路：专为下载应用程序设计。Servie指示灯对诊断神经元芯片固件状态有指示作用节点的软件设计采用Neurn编程语言设计。Neurn是为neurn芯片设计的编程语言，可直接支持neurn芯片的固化，并定义了34种I/对象类型。节点开发的软件设计分为以下几步：1定义I/对象：定义何种I/对象与硬件设计有关。在定义I/对象时，还可设置I/对象的工作参数及对I/对象进展初始化。2定义定时器对象：在一个应用程序中最多可以定义15个定时器对象包括秒定时器和毫秒定时器，主要用于周期性执行某种操作情况，或引进必要的延时

8、情况。3定义网络变量和显示报警：既可以采用网络变量又可以采用显示报警形式传输信息，一般情况采用网络变量形式。4定义任务：任务是neurn实现事件驱动的途径，是对事件的反响，即当某事件发生时，应用程序应执行何种操作。5定义用户自定义的其它函数：可以在neurn程序中编写自定义的函数，以完成一些经常性功能，也将一些常用的函数放到头文件中，以供程序调用。4、基于Lnrks总线的火电厂输煤系统与DS的网络集成现场总线技术与传统的系统DS系统实现网络集成并协同工作的情况目前在火电厂中尚为数不多。进一步推动火电厂数字化和信息化的开展，逐步推行现场总线技术与DS系统的集成是火电厂工业控制及自动化程度开展的趋

9、势。就目前来讲，现场总线技术与DS集成方式有多种，且组态灵敏。根据现场的实际情况，我们知道不少大型火电厂都已装有DS系统并稳定运行，而现场总线很少或首次引入系统，因此可采用将现场总线层与DS系统I/层连接的集成，该方案构造简便易行，其原理如图3所示。从图中可以看出现场总线层通过一个接口卡挂在DS的I/层上,将现场总线系统中的数据信息映射成与DS的I/总线上的数据信息，使得在DS控制器所看到的从现场总线开来的信息如同来自一个传统的DS设备卡一样。这样便实现了在I/总线上的现场总线技术集成。火电厂输煤系统无论是在规模上，还是在利用已有消费资源的根底上，采用该方案都是可行的，同时也表达了把火电厂某些相对独立控制系统通过现场总线技术纳入DS系统的合理性。由此可见，现阶段现场总线与系统的并存不仅会给消费用户带来大量收益，而且使用户拥有更多的选择，以实现更合理的监测与控制。参考文献：1凌志浩.从神经元芯片到控制网络.北京：北京航空航天大学出版社，20022李江等.火电厂开关量控制技术及应用.北京：中