現場總線控制系統在電廠的應用分析
該系統共配置3對冗余CPU-41H控制器。每一對冗余控制器均通過冗余的現場總線Profibus-DP(最新數據傳輸速率可達12Mbit/s)帶一定數量的遠程I/O擴展機架ET200M及I/O模件。由遠程I/O擴展機架和模件組成的遠程I/O站均放置于現場附近,通過Profibus-DP總線與放置在主控樓的冗余控制器通信。
該系統共配置32個ET200M遠程機架,按工藝流程分成8個遠程I/O站,放置在全廠8個不同位置,最遠的一個遠程I/O站——深井泵房遠程I/O站距主廠區3.4km左右,其他的遠程I/O站間距離在200m以內。控制器與各遠程I/O站間的通信是通過Profibus-DP現場總線完成的,主廠區內Profibus-DP現場總線傳輸介質為雙絞線,深井泵房遠程I/O站與主廠區間的數據通信采用光纖作為傳輸介質,兩端通過光電轉換接口,與Profibus-DP現場總線相接。
由于使用了Profibus-DP現場總線技術,現場布置I/O機柜,實現了對燃機外圍設備、余熱鍋爐、汽機輔機、循環水泵房、綜合水泵房、深井泵房、廠用電氣系統、110kV升壓站等系統與主控環的服務器進行雙向數據交換,實現了全廠各系統的集中監控。自動系統投入率達到100%,2001年8月系統投入商業運營。
例3:四川廣安電廠,采用遵循Profibus現場總線協議的L2-DP網絡技術,成功地將鍋爐補給水控制系統與凝結水精處理控制系統控制等輔助車間控制系統聯網,提高了火電廠輔助車間控制的勞動生產率及系統可靠性。
3 FCS在火電廠局部應用效果
首先明確FCS的3個關鍵要點:
(1) 核心:FCS系統的核心是總線協議,即總線標準。也就是說,只有遵循現場總線協議的控制系統,才能稱為現場總線控制系統。
(2) 基礎:FCS系統的基礎是數字智能現場裝置。數字智能現場裝置是FCS系統的硬件支撐。
(3) 本質:FCS系統的本質是信息處理現場化。這是FCS系統效能的體現。
再來分析前面提到的火電廠應用FCS的幾個例子。
在例1中,華能珞璜電廠的ALSPA 320控制系統,它的Loca Fip網絡與F900網絡均遵循WorldFip現場總線的總線協議,CONTRONET控制網采用以太網技術。這是一個非常典型的現場總線體系結構。
在例2中,楊凌燃機熱電廠的Simaeic PCS7控制系統,控制器與各遠程I/O間的通信是通過Profibus-DP現場總線來完成。控制器與控制器之間、控制器與服務器之間的數據通信是通過冗余的環型工業以太網來完成。
上述兩例子中,在通信網絡方面均遵循現場總線協議,即都含有做為現場總線控制系統的核心部分,但另一個共同特點是都沒有采用數字智能現場裝置,仍采用模擬量的測量元件和執行機構,不具備現場控制功能。失去了現場總線控制系統的硬件支撐,信息處理現場化就不能實現,也就是說現場總線的突出特點——降低系統投資成本、減少運行費用和提高運行和管理水平等,未能充分發揮出來。 例3則是目前現場總線在火電廠局部應用中的一個成功典型。
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