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1、现场总线技术在国内电厂的应用作者：王建来源：科技创新导报 2013年第14期王建(广东大唐国际肇庆热电有限责任公司 广东肇庆 526105)摘？要：该文对现场总线控制系统FCS(Field bus Control System)的技术特点进行了分析, 并对其目前在国内电厂的应用情况进行了介绍。关键词：现场总线 电厂应用 分散控制系统中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)05(b)-0117-01现场总线(field bus)，按其国际电工委员会IEC61158的定义：安装在制造或生产过程区 域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、双向、多点
2、通信的数据总线称 为现场总线。由现场总线和现场智能设备组成的控制系统称为现场总线控制系统，通称为 FCS(Field bus Control System)。1 现场总线技术特点分析1.1 现场总线的优点(1)为数字化电厂提供了系统基础。现场总线可以实时上传大量的现场数据，例如在电动执 行机构的采集信息中，可以看到电池电量、力矩、总开关次数等。通过现场总线技术和目前已 在电厂成熟推行的厂级信息系统(MIS、SIS)，通过二次开发，可实现更多信息量的数字电厂。 (2)节省大量电缆。传统系统一对导线只能连接一个现场设备，而现场总线系统多个现场仪表只 用一对导线就可实现连通，减少了大量电缆及电缆桥架
3、，也节省了大量安装费用。(3)减少基建 的调试时间。电缆总量较常规大大减少，减少了电缆的核对工作，而且采用现场总线网络连通 后，相关信息就直接上传至DCS，可在DCS的设备管理软件对设备进行进一步参数整定等工作。1.2 现场总线的缺点(1)对就地设备要求较高。若就地设备与现场总线不能很好的兼容将会导致通讯故障。国产 此类就地设备目前质量参差不齐，为此，电厂多采用进口设备。(2)对设计、施工的要求较高。 现场总线技术是类似于计算机网络的技术，对接地、抗干扰等要求比较高。国内电力设计院设 计经验不足，施工人员施工不够严谨，往往造成投产后故障频发。(3)现场总线的经济性没有绝 对优势。由于现场总线配
4、套的就地设备通常是进口设备，日后的维护备件费用也相对较高；再 加上系统自身的设备价格高昂以及后续的维护费，现场总线的经济性不是很突出。(4)现场总线 对检修人员要求高。由于目前现场总线在国内电力系统使用较少，维护人员缺乏经验。若采用 此技术，必须对维护人员进行专业培训，势必加大对整体人力、物力的投入。2 现场总线技术的应用2.1 现场总线标准的选择目前用于电厂过程控制的现场总线、在技术和市场占有率较领先的有基金会(FoundationFieldbus： FF)现场总线和PROFIBUS(Process Fieldbus)现场总线。两种总线标准相比，FF可 用于连续量控制(取代420mADC模拟
5、量)，而PROFIBUS不仅适合离散量控制，而且也适用于连 续量控制。目前电力工程中常用的几大分散控制系统厂家基本上都能满足PROFIBUS和FF现场总线标 准。如FOXBORO公司的I/A系统能接受PROFIBUS和FF现场总线标准，西门子公司的 TELEPERM-XP系统能接受PROFIBUS现场总线标准，艾默生公司Ovation系统能接受FF和 PROFIBUS现场总线标准。2.2 现场总线技术国内应用情况目前，现场总线技术已在国内一些电厂中，配套几大主流分散控制系统应用。(1)西门子公司的TELEPERM-XP系统：山东莱城电厂3、4号机组，应用范围包括400V及 以下电动机，配套西门
6、子公司的SIMOCODE电动机控制保护设备。国华宁海发电厂(4X600?MW), 应用范围为闭式水系统的34个现场总线电动门(AUMA公司的AUMATIC电动执行器)，现场总线 标准为PROFIBUS-DP。(2) FOXBORO公司的I/A系统：江阴夏港电厂5、6号机组(2X330MW), 应用范围包括380?V开关柜，采用西门子公司的SIMOCODE电动机保护控制设备，通过 PROFIBUS-DP与I/A分散控制系统相连。(3)艾默生过程管理公司生产的OVATION系统：江苏 望亭燃气联合循环发电厂(2X390?MW),采用FF现场总线与分散控制系统连接。2.3 某典型应用实例某电厂2X1
7、030?MW超超临界燃煤机组在主辅机全面选用现场总线控制系统，为国内首台超 超临界机组FCS应用的示范工程。(1) DCS系统共有26 + 2对控制器，设计了现场总线通讯柜35只、51个冗余Profibus-DP 网段、11个非冗余Profibus- DP网段、124个Profibus-PA网段，其中Profibus-DP连接358 个现场总线设备、Profibus-PA连接628个现场总线设备，涵盖了 25个工艺系统，采用了 13 种类型的现场总线设备，控制对象有电机、电动执行机构和气动阀门等。 (2)除炉膛安全监控 系统(FSSS)、汽机数字电液控制系统(DEH)、汽机本体紧急跳闸系统(E
8、TS)、给水泵汽机电液调 节系统(MEH)和给水泵汽机紧急跳闸系统(METS)、机组SOE等对机组安全运行重要，回路处 理速度要求高的系统采用常规控制方式外，其他全部采用现场总线技术，主要包括锅炉汽水/本 体系统、锅炉烟风系统、燃油制粉系统、凝结水系统、汽机真空系统、汽机油系统、化学水处 理系统、发电机氢气系统、除灰系统、除渣系统、电除尘系统、脱硫系统等。(3)现场总线型 电动执行机构有SIPOS、AUMA、ROTORK等公司产品；现场总线变送器主要有Rosemount公司的 3051系列、Siemens公司的SITRANS P系列、Yokogawa公司的EJA等；现场总线型阀门定位器 有美国
9、FISHER-ROSEMOUNT公司生产的FIELDVUE DVC系列智能阀门定位器、德国西门子公司的 SIPART PS2阀门定位器、日本山武公司的SVP3000智能定位器等。部分400?V、75?KW以下的 电动机采用SIMOCODE智能马达控制器。该厂在设计、安装、调试阶段均投入了很大精力，设计前安排了精心的调研，并在施工期 聘请了国外专家进行现场指导，投产后生产稳定，故障率非常低，取得了很好的效果。3 结语现场总线控制技术作为一种新兴技术，被广泛的应用于化工、石油等多个行业，在电力行 业的应用方兴未艾。但其性能上超越常规的先进性，吸引了越来越多的专家和工程技术人员， 并在国内电厂也开始大胆的推行，并取得了良好效果，这已成为当前电力工程设计新的突破点。参考文献1 丁恩杰，马方清监控系统与现场总线M.中国矿业大学出版社,2003： 221-245.2 白焰.现场总线控制系统及其应用.中国电力出版社,2001.1.
现场总线技术在国内电厂的应用
