淺析現(xiàn)場總線在電廠的應用范圍及存在的問題
前言
電廠控制系統(tǒng)對運行可靠性有特殊要求,電廠系統(tǒng)具有I/O測點密集、現(xiàn)場裝置密集、設備立體布置、控制功能和控制策略復雜等特點。電廠控制系統(tǒng)還存在自動化監(jiān)控系統(tǒng)復雜;機爐協(xié)調控制涉及設備多、信息量大、控制復雜;汽機控制、SOE要求毫秒級響應速度等一系列問題。基于以上原因,只有在充分理解現(xiàn)場總線機理、與DCS及PLC差異,以及運用中可能存在的難題,充分考慮協(xié)調安全性和經濟性的原則下,才能將現(xiàn)場總線技術運用于工程,體現(xiàn)現(xiàn)場總線的優(yōu)越性。
現(xiàn)場總線并不是在所有的控制場合下都能發(fā)揮優(yōu)勢。對于火電廠測點密集、現(xiàn)場裝置密集、設備立體布置、數(shù)字量與模擬量混合的大型系統(tǒng),采用現(xiàn)場總線控制分散的特點來實施控制,由于需要多臺設備才能實現(xiàn),則顯得繁瑣,降低其可靠性。相反DCS在此反顯得有優(yōu)越性。但現(xiàn)場總線的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制技術,又是DCS所不及的。所以應采取DCS與現(xiàn)場總線共存發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢。
一、現(xiàn)場總線適用范圍建議:
(1)由于國產DCS系統(tǒng)少有大規(guī)模應用現(xiàn)場總線實例,并且支持現(xiàn)場總線種類有限,因此可采用PLC可編程控制器實現(xiàn)監(jiān)控的全廠輔助公用系統(tǒng),選用遵循現(xiàn)場總線通信協(xié)議的PLC可編程控制器,對多個輔助公用系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控,通過現(xiàn)場總線通信技術,建立全廠輔助公用系統(tǒng)網絡,提高監(jiān)控和管理水平。
(2)地域分散的單沖量調節(jié)項目。
(3)地域分散的獨立的電動閥或電動機。
二、應用現(xiàn)場總線系統(tǒng)建議
(1)影響機組安全運行的主機和主要輔機保護采用成熟的常規(guī)控制方式,不納入現(xiàn)場總線,主初廠輔機保護和重要聯(lián)鎖的信號保留硬接線。如:
鍋爐安全監(jiān)視系統(tǒng)(FSSS);
汽機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH);
汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)(ETS);
旁路控制系統(tǒng)(BPS);
事故順序記錄(SOE)。
SOE要求有l(wèi)ms的分辨率,目前設計中接入SOE的多為主、輔機的跳閘接點信號和電氣開關量,主、輔機跳閘首出原因由控制器邏輯判斷。為保證SOE的分辨率,建議仍采用常規(guī)DI卡或專用SOE卡。
(2)用于聯(lián)鎖保護的開關型氣動閥門、電磁閥,不納入現(xiàn)場總線。由于主廠房內電磁閥控制的二位式氣動閥門布置較為分散,如采用帶總線接口的閥島進行控制不太合適,建議采用常規(guī)的方式接入DCS。
(3)國產電動執(zhí)行機構不納入現(xiàn)場總線。由于目前國產現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機構因接口不完善,缺少工程應用實踐,尚未有成熟的應用業(yè)績,而進口現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機構與國產電動執(zhí)行機構的差價較大。為從根本上降低工程造價,國產電動執(zhí)行機構采用常規(guī)珊方式接入DCS。
(4)開關量儀表如壓力開關、液位開關、溫度開關等不納入現(xiàn)場總線。
(5)調節(jié)型氣動執(zhí)行機構,用于非重要調節(jié)回路的,可以考慮納入現(xiàn)場總線,采用帶現(xiàn)場總線接口的智能定位器。重要回路,可采用常規(guī)硬接線+Hart儀表方式,如給水、汽溫、送、引風、磨煤機。
(6)調節(jié)型電動執(zhí)行機構,用于非重要調節(jié)回路的,可以考慮納入現(xiàn)場總線,用于重要回路(給水、汽溫、送、引風)的,采用硬接線方式。
(7)開關型閥門電動裝置,用于非重要系統(tǒng)的,可以考慮納入現(xiàn)場總線;用于重要系統(tǒng)的,控制功能、保護、聯(lián)鎖功能通過硬接線完成。
(8)變送器均采用現(xiàn)場總線型智能變送器接入DCS,以便在機組 DCS中利用現(xiàn)場總線設備診斷和管理軟件,實現(xiàn)設備管理和故障診斷??墒褂脦в蠬art通訊功能的智能變送器。
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