火電廠現場總線控制問題及解決

一、現場總線特點及其應用現狀

　　目前支持現場總線協議的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的FCS165 DCS等。除FCS165 DCS外，其它DCS對現場總線協議的支持均需增加現場總線通訊卡進行數據通訊，這種方案是傳統DCS的功能擴展，符合目前現場總線協議應用狀況，即在機組控制中不是所有控制系統和設備都采用現場總線技術，部分系統和設備保留傳統儀表和非智能設備。

　　應用在火電廠的現場總線協議有Profibus和FF2種，在2種協議中以Profibus協議構建的控制網絡為主，FF協議只在山東鄒縣電廠和華能海門電廠中為數不多的設備上應用。應用現場總線構建的控制網絡開始在電廠輔助車間控制系統應用，現已逐步應用于機組控制系統，并且應用的范圍越來越廣，從早期的數據采集系統(DAS)、順序控制系統(SCS)到現在的鍋爐安全監控系統(FSSS)、模擬量控制系統(MCS)均采用現場總線技術。

　　二、應用中存在的問題及對策

　　2.1 總線類型的選擇

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

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

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

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

　　2.2 電纜的設計

　　因有關現場總線的設計分工不明確，造成了現場總線電纜不能完全符合設計規范，出現干擾和網段速度降低的問題。對此，應規范電纜的設計。不同速率的現場總線網段最大長度如表1所示(長度可采用中繼器來延長)。

　　電纜分類為：

　　(l)第一類 現場總線和局域網電纜(例如：Profi-bus、 AS一i、Ethernet等)，用于數字式數據傳輸的屏蔽電纜(例如打印機、RS232等電纜)，屏蔽的低電壓(≤25V)模擬和數字信號電纜，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。