火電廠現(xiàn)場總線控制問題及解決

一、現(xiàn)場總線特點(diǎn)及其應(yīng)用現(xiàn)狀

　　目前支持現(xiàn)場總線協(xié)議的DCS有西門子公司的T-3000DCS、美國艾默生公司的Ovation DCS、美國ABB公司的800XA DCS、西安熱工研究院有限公司研發(fā)的FCS165 DCS等。除FCS165 DCS外，其它DCS對現(xiàn)場總線協(xié)議的支持均需增加現(xiàn)場總線通訊卡進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，這種方案是傳統(tǒng)DCS的功能擴(kuò)展，符合目前現(xiàn)場總線協(xié)議應(yīng)用狀況，即在機(jī)組控制中不是所有控制系統(tǒng)和設(shè)備都采用現(xiàn)場總線技術(shù)，部分系統(tǒng)和設(shè)備保留傳統(tǒng)儀表和非智能設(shè)備。

　　應(yīng)用在火電廠的現(xiàn)場總線協(xié)議有Profibus和FF2種，在2種協(xié)議中以Profibus協(xié)議構(gòu)建的控制網(wǎng)絡(luò)為主，F(xiàn)F協(xié)議只在山東鄒縣電廠和華能海門電廠中為數(shù)不多的設(shè)備上應(yīng)用。應(yīng)用現(xiàn)場總線構(gòu)建的控制網(wǎng)絡(luò)開始在電廠輔助車間控制系統(tǒng)應(yīng)用，現(xiàn)已逐步應(yīng)用于機(jī)組控制系統(tǒng)，并且應(yīng)用的范圍越來越廣，從早期的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)到現(xiàn)在的鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)均采用現(xiàn)場總線技術(shù)。

　　二、應(yīng)用中存在的問題及對策

　　2.1 總線類型的選擇

　　(1)確定采用現(xiàn)場總線的應(yīng)用范圍、總線設(shè)備和儀表所占的比例、I/O中控制與安全區(qū)域的比例。

　　(2)從功能上考慮基本的I/O信息、總線供電、總線設(shè)備，其中包括設(shè)備的總線協(xié)議、同一總線上不同生產(chǎn)廠家制造的智能設(shè)備、總線通訊電纜長度、冗余和診斷功能。如果設(shè)備處在危險區(qū)域，應(yīng)考慮采用具有本安特性的總線。

　　(3)為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，事件順序記錄 (SOE)功能、FSSS、汽輪機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)、數(shù)字式電液控制系統(tǒng)(DEH)、給水泵汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng) (MEH)以及其它快速控制系統(tǒng)等不易采用現(xiàn)場總線技術(shù)。

　　任何一種類型的現(xiàn)場總線都不能涵蓋電廠所有的控制范圍，不同類型的現(xiàn)場總線混合應(yīng)用將是趨勢。目前，現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用還局限于傳統(tǒng)DCS加現(xiàn)場總線通訊卡的方式，總線類型的選擇受限于DCS的支持協(xié)議類型。

　　2.2 電纜的設(shè)計(jì)

　　因有關(guān)現(xiàn)場總線的設(shè)計(jì)分工不明確，造成了現(xiàn)場總線電纜不能完全符合設(shè)計(jì)規(guī)范，出現(xiàn)干擾和網(wǎng)段速度降低的問題。對此，應(yīng)規(guī)范電纜的設(shè)計(jì)。不同速率的現(xiàn)場總線網(wǎng)段最大長度如表1所示(長度可采用中繼器來延長)。

　　電纜分類為：

　　(l)第一類 現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)電纜(例如：Profi-bus、 AS一i、Ethernet等)，用于數(shù)字式數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠帘坞娎|(例如打印機(jī)、RS232等電纜)，屏蔽的低電壓(≤25V)模擬和數(shù)字信號電纜，低電壓(≤60V)供電電纜，同軸信號電纜。

　　(2)第二類 直流電源(≤60V，≤400V)供電電纜，交流電源(>25V，≤40OV)供電電纜。