[發明專利]一種基于火電廠集中控制的裝置

在審

• 申請號: 202010340523.6
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN111413940A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 程國棟;蔣敏華;于在松;胡波;宋美艷;劉茜;趙亮;王賓;柳曦;高少華;薛建中;李卓;管磊;翟亮晶
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：包括集中計算處理主板、備用集中計算處理主板以及與集中計算處理主板和備用集中計算處理主板通過自定義的288總線以金手指和高速插件的方式插接連接的底板；所述集中計算處理主板上包括第一多核低壓處理器(1)，與第一多核低壓處理器(1)連接對其穩定供電的第一24項供電模塊(3)，與第一多核低壓處理器(1)連接的第一內存(2)；所述備用集中計算處理主板上包括第二多核低壓處理器(4)，與第二多核低壓處理器(4)連接對其穩定供電的第二24項供電模塊(6)，與第二多核低壓處理器(4)連接的第二內存(5)；所述底板上包括共同作用實現高精度同步計算和毫秒級無擾切換的硬件看門狗(10)、轉發控制模塊(11)和高精度授時模塊(13)，集中處理火電廠I/O通訊點并提高數據傳輸的響應性和降低數據傳輸時間的四塊四口萬兆SFP網卡(9)，用于供電的第一總電源(7)和第二總電源(8)，支持磁盤陣列鏡像冗余和熱插拔模塊化的NVMe硬盤(12)。

2.根據權利要求1所述的一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：所述自定義的288總線包括256位的數據傳輸位、24針電源供電位和8位CPU指令傳輸位。

3.根據權利要求1所述的一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：所述集中計算處理主板和備用集中計算處理主板上還分別布置有一組故障報警指示燈，用于硬件的可視化報警。

4.根據權利要求1所述的一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：所述第一多核低壓處理器(1)和第二多核低壓處理器(4)采用無風扇銅管鋁鰭的大型散熱片散熱，用以保證多核低壓處理器在滿載的情況下穩定運行。

5.根據權利要求1所述的一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：所述第一內存(2)和第二內存(5)為8個雙通道，支持最大256GB的DDR4代ECC內存。

6.根據權利要求1所述的一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：所述高精度授時模塊(13)精度達到微秒級，支持通過BNC接口連接外部天線。

7.根據權利要求1所述的一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：所述第一總電源(7)、第二總電源(8)、四塊四口萬兆SFP網卡(9)和NVMe硬盤(12)均采用熱插拔接口。

8.根據權利要求1所述的一種基于火電廠集中控制的裝置，其特征在于：硬件自檢通過后由底板上的轉發控制模塊(11)開始分配硬件資源，首先將底板上的四塊四口萬兆SFP網卡(9)平分成冗余的兩部分，分別對應火電廠控制網中的A網和B網，接下來轉發控制模塊(11)把NVMe硬盤(12)和高精度授時模塊(13)通過共享總線模式共享給集中計算處理主板和備用集中計算處理主板，高精度授時模塊(13)被成功初始化后，集中計算處理主板和備用集中計算處理主板分別開始周期性的微秒級硬對時；

首次的硬對時完畢后轉發控制模塊(11)調取NVMe硬盤(12)中的火電廠集中控制系統文件，分別發送給集中計算處理主板和備用集中計算處理主板并加載到各自的內存中，當集中計算處理主板和備用集中計算處理主板將文件全部加載到各自的內存后，分別開始在各自板內初始化火電廠集中控制系統，首先是初始化各自的火電廠集中控制系統中的RTOS內核，當各自的RTOS內核加載正常后，緊接著開始根據NVMe硬盤(12)中組態文件中的定義加載各個控制器，按控制器數量一對一的分成多個并行的進程，每個進程再根據控制器內容初始化每一個控制器，最后將每一個控制器分別綁定到多核低壓處理器的一個空閑內核上，這樣就能最大程度的利用多核低壓處理器強大的并行計算能力，將一臺火電機組的全部控制器同時運行在同一個設備上，自此一臺火電機組的全部控制器就以雙冗余的方式分別在集中計算處理主板和備用集中計算處理主板上運行了；

四塊四口萬兆SFP網卡(9)中的兩塊連接火電機組控制網中的A網，另外的兩塊連接火電機組控制網中的B網，火電機組控制網A網中的兩塊四口萬兆SFP網卡設置故障切換和負載均衡，這就使得火電機組控制網A網中任意有一塊四口萬兆SFP網卡損壞還能通過另外一塊正常通訊，火電機組控制網B網中的兩塊四口萬兆SFP也同樣設置故障切換和負載均衡，同樣也使得B網中任意有一塊四口萬兆SFP損壞也還能通過另外一塊正常通訊，實現火電機組控制網A網、B網分別都有兩塊四口萬兆SFP網卡熱備，正常情況下集中計算處理主板和備用集中計算處理主板都從A網中取得現場采集的實時監測數據，但當火電機組控制網A網整體故障后轉發控制模塊(11)自動切換到火電機組控制網B網的兩塊四口萬兆SFP網卡上，同時每塊四口萬兆SFP網卡的四口也做了聚合，通過聚合后分別連接火電機組控制網A網、B網，聚合后保證了四口中的任意三口故障后還能堅持I/O通訊，集中計算處理主板和備用集中計算處理主板之間通過硬件看門狗(10)實現了集中計算處理單元的熱備，通過硬件看門狗(10)檢測到集中計算處理主板故障后，由轉發控制模塊(11)立即將控制權交給備用集中計算處理主板，這時就以拔插的方式更換集中計算處理主板，更換后控制模塊(11)檢測更換后的集中計算處理主板正常后開始從備用集中計算處理主板同步兩塊主板的內容，為把控制權能再次交到集中計算處理主板做好準備，將集中計算處理單元和I/O通訊單元做到了最大程度上的安全冗余、毫秒切換和負載均衡。