现场总线技术在电厂中的应用

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1、现场总线技术在电厂中的应用孟丽现场总线技术在电厂中的应用ApplicationofFieldbusTechnologyinPowerPlant孟丽(华东电力设计院,上海200063)摘要介绍了现场总线的结构及技术特点以及与DCS相比具有的优势,对现场总线在电厂应用中存在的问题及解决办法进行了讨论,最后阐述了在未来一段时间内应用现场总线与DCS的关系及发展前景。关键词现场总线DCS控制系统AbstractThestructureandfeaturesoffieldbusandtheadvantagesoffieldbuscomparedwithDCSareintroduce

2、d.Theproblemsexistinapplicationoffieldbusinpowerplantandthesolutionsarediscussed.TherelationoffieldbusandDCSinnearfutureandthedevelopingprospectsaredescribed.KeywordsFieldbusDCSControlSystem0引言1基于现场总线的电厂综合自动化系统构成按照国际电工委员会IEC/SC65C的定义,安装在不同厂家的产品在系统构成上各有不同之处。电制造或过程区域的现场设备与控制室内的自控装置之厂热工控制系统中

3、所使用的仪表设备、连接方式和通间的数字式、串行和多点通信的数据总线称为现场总信协议的不同,给系统的兼容性、可扩展性、稳定性、维线。以现场为基础形成的网络集成式全分布控制系统护等带来了很大的困难。为了使现场总线具有开放称为现场总线控制系统(FCS)。由于它适应了控制系性,便于用户选择不同的产品,我们按照国际电工委员统向分散化、网络化、智能化发展的方向,给自动化系会(IEC)制定的IEC61158国际标准,提出了基于现场统的最终用户带来了更大的实惠和方便。自其出现之总线的电厂综合自动化系统体系结构,如图1所示。日起就受到广泛关注,迅速成为世界范围内控制技术的热点,并促使目前生

4、产的自动化仪表、PLC、DCS产品面临体系结构、功能等方面的重大改变,导致自动化产品又一次面临更新换代。自20世纪80年代中期提出现场总线概念以来,国外各大知名公司已相继开发了数十种现场总线产品,如FF、ProfiBus、WorldFIP、Control2Net、InterBus、P-net、SwiftNet、CAN等,并成功地应用在石油、汽车等不同的生产领域,取得了良好的经济效益,推动了控制技术的不断发展。随着国家电力体制改革的深入,实行厂网分开、竞价上网的政策,电厂为提高经济效益,增强竞争力,需图1基于现场总线的电厂综合自动化系统体系结构从图1可以看出,此系统体系结构

5、分为3层,从低要进行生产经营的整体优化,把生产过程、企业管理、到高分别为现场控制层、监控层和企业管理层。市场营销等各个环节组织为一个系统,从全局角度制1.1现场控制层定各功能层次的实施策略,实现一体化目标下的综合现场控制层由现场设备和控制网络段组成。H1自动化。长期以来,困扰这一发展的主要问题是工业层网络是在FF现场总线的H1层基础上定义的低速现自动化“信息孤岛”问题。现场总线的出现,彻底打破场级网络,低速总线H1支持点对点连接、总线型、菊了这么多年来从未解决的格局,它为控制网络与以传花链型、树型拓扑结构,主要用于连接现场智能仪表,输信息和资源共享为主的信息网络的连接提供

6、了方如压力、温度、液位、流量等变送器及其执行机构等。便,为电厂构建管控一体化的综合自动化系统铺平了H1采用IEC1158-2的数字式、位同步、曼彻斯特编码道路。33《自动化仪表》第26卷第3期2005年3月传输数据协议,通信速率为31125kbps(电压式)。H12.2标准统一的问题采用屏蔽电缆,网络结构采用线型或树型,或者两种组IEC61158国际标准不是唯一性的,而是8种现场合型结构。与H1相连的现场智能仪表需要24V直流总线标准的集合,这主要是为了保护每个现场总线制电源时,可通过屏蔽电缆线提供,也可单独提供。造商的利益。由于现在应用的现场总线产品基于不同1.2监控层

7、的协议,所以其开放性并不能得到很好的体现,标准的监控层由高速以太网(H2总线)以及连接在总线不统一会影响现场总线技术的发展和推广应用。为了上的担任监控作务的工作站或显示操作站组成。H2未来的市场,各制造商在不断地改进自己的产品,向国层网络属于现场总线的高速现场级网络,主要用于连际标准靠拢,如西门子公司先开发了ProfiBus-DP现接现场智能设备(PLC、远程I/O、电动门、变频器等)、场总线(相对于H2层),用于连接PLC、变频器等设备,操作员站、工程师站等设备,完成监控级的通信任务和为了市场的需要又开发了ProfiBus-