现场总线技术在火力发电厂的应用

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1、现场总线技术在火力发电厂的应用沈军（大唐洛阳热电厂设备管理部）摘要：本文叙述了现场总线控制系统的结构特点和优势，并对现场总线技术在火力发电厂的应用上提出几种应用思路，以及对应用过程中可能存在的问题和策略进行探讨。关键词：现场总线控制系统结构特点火电厂存在的问题1引言随着控制技术、计算机技术和通信技术的快速发展，数字化作为一种趋势正在从工业生产过程的决策层、管理层、监控层和控制层一直发展到现场设备。现场总线的出现，使数字通信技术迅速占领工业过程控制系统中模拟量信号的最后一块领地。一种全数字化、全开放式的、可互操作的新型控制

2、系统――现场总线控制系统正向我们走来。现场总线控制系统的出现代表了工业自动化领域中一个新纪元的开始，并将对该领域的发展产生深远的影响。目前在工业生产中广泛应用的DCS系统采用分散式的体系结构，专利型的网络支撑和模拟式的现场信号，但随着各种智能传感器、变送器和执行器的出现，数字化到现场、控制功能到现场、设备管理到现场的趋势越来越明显，一种新的过程控制系统――现场总线控制系统已呈现在我们面前。2现场总线的结构特点和优势2.1结构特点（1）现场总线最核心的部分是总线协议，总线协议是一种数字通信协议，围绕总线协议构成一种应用于生

3、产现场、在智能化控制设备之间实行双向串行通信、多节点的数字通信系统，一种开放的、数字化的、多点通信的低层控制网络。它使得自控系统和设备有了通信的能力。（2）现场总线的基础部分是数字智能现场装置。通过数字通信总线将所有的数字智能现场装置连成一个控制网络，构成现场总线的硬件支撑。（3）现场总线的关键部分是信息管理。上位机与数字智能现场装置在信息管理上的分工合作达到高度的集中和统一、分散和和谐。做到信息处理现场化和信息管理系统化。2.2现场总线的优势（1）简化了控制系统的结构。信息处理实行现场化，减少了计算机控制系统I/O卡件

4、的使用量和简化了功能组态。（2）节省了I/O电缆的投资。数字智能现场装置完成信息处理，只通过单一的数字通信总线实现网络信息共享，使过程I/O电缆的使用量大大减少。（3）提高了I/O信号的可靠性和精度。信息处理实行现场化，避免了小信号的长距离传送，使信号的保真度大大提高；采用数字通信技术，抗干扰能力增强了，也确保了信号的传递可靠。（4）1150信息管理和控制更系统化和专业化。通过大量的数字智能现场装置的数字通信技术，使计算机控制系统的信息管理拥有充足的信息，进一步在信息化的基础上实现信息管理系统化、控制专业化、系统诊断专家

5、化。3现场总线技术在火电厂中应用思路目前，现场总线技术已被广泛认知，并逐步应用于部分实际工业过程控制中。下面试结合火电厂自动化技术的发展，提出将现场总线技术应用于全厂辅助公用系统监控网络、智能化现场设备的应用以及智能化设备状态检修管理方面的应用思路。3.1全厂辅助公用系统监控网络在火电厂中，相对独立的辅助公用系统大约有10～15个，这些辅助公用系统包括化学车间、工业用水车间、污水处理车间、输煤车间、除灰车间、除渣车间、除尘车间、空压机车间、制氢站、油库等等，这些车间的监控信号主要是以开关量为主，模拟量调节项目较少，因此多

6、数都是采用PLC可编程控制器来实现系统的监视和控制的。通过采用PROFIBUS现场总线通信标准或MODBUS通信协议标准，建立全厂辅助公用系统的PLC监控网络，并设置车间工作站（主要用于现场调试和维护）和中央工作站，以达到集中监控点，分散控制，并通过通信接口将信息向上通信至厂级控制网络。3.2智能化现场设备的应用智能化现场设备包括智能化的传感器、变送器、执行器以及通信接口设备等。根据生产过程控制的需要，通过嵌入在智能化现场设备中的功能块软件组态，对需要监控的生产过程对象，实现测量信号处理、开方、加减、PID运算、函数运算

7、等功能，将控制指令传至智能化执行器中，自动在现场完成生产过程对象的调节和控制。正因为FCS现场设备具有智能化功能，在火电厂的应用中，可以有选择的将一些测量点和控制点的单位调节采用智能化现场设备，来实现现场控制。3.3智能化设备状态检修管理智能化设备通过现场总线传递数字信号，不仅包括反映生产过程参数的测量信息，还包括设备制造商提供的原始信息，如：被测量参数的单位、量程、阻尼、设备型号、版本号，材料等等，除了这些设备通常具有的共性外，对于一些特定设备，还有一些特定的描述。如：温度传感器，可以包括有热元件型号、连接方式、允许测

8、量范围等信息通过智能化设备传的设备本体信息，电厂的设备管理系统可以对智能化设备进行有效的管理。目前多数智能化设备遵循HART通信协议标准，通过专用的遵循HART通信协议标准的现场仪表校验设备，就可以方便的完成设备的定期检查和校验，再通过总线通信，将数据信息传送到上层设备管理系统，从而实现科学管理。4火电厂应用现场总线