Ⅰ 幾個關於Neuron Chip的問題:
火電廠輸煤系統的任務是卸煤、堆煤、上煤和配煤,以達到按時保質、保量為機組(原煤
倉)提供燃煤的目的。整個輸煤系統是火電廠十分重要的支持系統。它是保證機組穩發滿發的
重要條件。
輸煤系統是火電廠的重要組成部分,其安全可靠運行是保證電廠實現安全、高效不可缺少的環節。輸煤系統的工藝流程隨鍋爐容量、燃料品種、運輸方式的不同而差別較大,並且使用設備多,分布范圍廣。作為一種具有本安性且遠距離傳輸能力強的分布式智能匯流排網路,lonworks匯流排能將監測點做到徹底的分散(在一個網路內可帶32000多個節點),提高了系統的可靠性,可以滿足輸煤系統監控的要求。火電廠輸煤系統一般都採用順序控制和報警方式,為相對獨立的控制單元系統,系統配備了各種性能可靠的測量變送器。通過運用Lonworks現場匯流排技術將各種測量變送器的輸出信號接入對應的智能節點組成多個檢測單元,然後掛接在Lonworks匯流排上,再通過Lonworks匯流排與已有的DCS系統集成,實現了對輸煤系統更加有效便捷的監控。
在輸煤系統中,常用的測量變送器一般有以下幾種: (1)開關量皮帶速度變送器(2)皮帶跑偏開關(3)煤流開關(4)皮帶張力開關(5)煤量信號(6)金屬探測器(7)皮帶劃破探測(8)落煤管堵煤開關(9)煤倉煤位開關。
每一種測量變送器和其相對應節點共同組成智能監測單元,對需要監測的工況參數進行實時的監控。監測單元通過收發器接入Lonworks匯流排網路進行通信,可根據監測到的參數進行控制和發出報警信號,系統的結構如圖1所示。
3、 Lonworks匯流排智能節點的一般設計
智能節點是匯流排網路中分布在現場級的基本單元,其設計開發分為兩種:一種是基於neuron晶元的設計,即節點中不再包含其它處理器,所有工作均由neuron晶元完成。另一種是基於主機的節點設計,即neuron晶元只完成通信的工作,用戶應用程序由其它處理器完成。前者適合設計相對簡單的場合,後者適應於設計相對復雜的場合。一般情況下,多採用基於晶元的設計。由於智能節點不外乎輸入/輸出模擬量和輸入/輸出開關量四種形式,節點的設計也大同小異,對此本文只給出了節點設計的一般方法。
基於晶元的智能節點的硬體結構包括控制電路、通信電路和其它附加電路組成,其基本結構如圖2所示。
圖2 智能節點基本結構圖
Fig 2 Basic Structure Of Node Based On The Neuron Chip
控制電路
①神經元晶元:採用Toshiba公司生產的3150晶元,主要用於提供對節點的控制,實施與Lon網的通信,支持對現場信息的輸入輸出等應用服務。
②片外存儲器:採用Atmel公司生產的AT29C256(Flash存儲器)。AT29C256共有32KB的地址空間,其中低16KB空間用來存放神經元晶元的固件(包括LonTalk協議等)。高16KB空間作為節點應用程序的存儲區。採用ISSI公司生產的IS61C256作為神經元晶元的外部RAM。
③I/O介面:是neuron晶元上可編程的11個I/O引腳,可直接與外部介面電路連接,其功能和應用由編程方式決定。
通信電路
通信電路的核心收發器是智能節點與Lon網之間的介面。目前,Echelon公司和其他開發商均提供了用於多種通信介質的收發器模塊。通常採用Echelon公司生產的適用於雙絞線傳輸介質的FTT-10A收發器模塊。
附加電路
附加電路主要包括晶振電路、復位電路和Service電路等。
①晶振電路:為3150神經元晶元提供工作時鍾。
②復位電路:用於在智能節點上電時產生復位操作。另外,節點還將一個低壓中斷設備與3150的Reset引腳相連,構成對神經元晶元的低壓保護設計,提高節點的可靠性穩定性。
③Service電路:專為下載應用程序設計。Service指示燈對診斷神經元晶元固件狀態有指示作用
節點的軟體設計採用Neuron C編程語言設計。Neuron C是為neuron晶元設計的編程語言,可直接支持neuron晶元的固化,並定義了34種I/O對象類型。節點開發的軟體設計分為以下幾步:
(1)定義I/O對象:定義何種I/O對象與硬體設計有關。在定義I/O對象時,還可設置I/O對象的工作參數及對I/O對象進行初始化。
(2)定義定時器對象:在一個應用程序中最多可以定義15個定時器對象(包括秒定時器和毫秒定時器),主要用於周期性執行某種操作情況,或引進必要的延時情況。
(3)定義網路變數和顯示報警:既可以採用網路變數又可以採用顯示報警形式傳輸信息,一般情況採用網路變數形式。
(4)定義任務:任務是neuron C實現事件驅動的途徑,是對事件的反應,即當某事件發生時,應用程序應執行何種操作。
(5)定義用戶自定義的其它函數 :可以在neuron C程序中編寫自定義的函數,以完成一些經常性功能,也將一些常用的函數放到頭文件中,以供程序調用。
4、基於Lonworks匯流排的火電廠輸煤系統與DCS的網路集成
現場匯流排技術與傳統的系統DCS系統實現網路集成並協同工作的情況目前在火電廠中尚為數不多。進一步推動火電廠數字化和信息化的發展,逐步推行現場匯流排技術與DCS系統的集成是火電廠工業控制及自動化水平發展的趨勢。就目前來講,現場匯流排技術與DCS集成方式有多種,且組態靈活。根據現場的實際情況,我們知道不少大型火電廠都已裝有DCS系統並穩定運行,而現場匯流排很少或首次引入系統,因此可採用將現場匯流排層與DCS系統I/O層連接的集成,該方案結構簡便易行,其原理如圖3所示。從圖中可以看出現場匯流排層通過一個介面卡掛在DCS的I/O層上,將現場匯流排系統中的數據信息映射成與DCS的I/O匯流排上的數據信息,使得在DCS控制器所看到的從現場匯流排開來的信息如同來自一個傳統的DCS設備卡一樣。這樣便實現了在I/O匯流排上的現場匯流排技術集成。火電廠輸煤系統無論是在規模上,還是在利用已有生產資源的基礎上,採用該方案都是可行的,同時也體現了把火電廠某些相對獨立控制系統通過現場匯流排技術納入DCS系統的合理性。由此可見,現階段現場匯流排與系統的並存不僅會給生產用戶帶來大量收益,而且使用戶擁有更多的選擇,以實現更合理的監測與控制。
參考文獻:
大跨度輸煤棧橋結構設計探討
火電廠輸煤控制系統的開發
發電廠輸煤計量集控的理論與實踐
參考資料: