Profibus-DP現場總線及其在火電廠的應用

　　現場總線技術是20世紀9o年代推出的自控新技術，它主要應用于生產現場。它將專用微處理器置人傳統的測量控制儀表，采用簡單的雙絞線把它們連接成網絡，并按公開、規范的通信協議，實現信息交換和數據傳輸，形成適應各種實際需要的自動控制系統。
　　目前國際上存在多種總線標準，包括IEC61158—2、Foundation Fieldbus、Profrbus、Eonworks、HART、CAN 等。Profibus是目前國際上推廣速度最快、用戶最多、應用范圍最廣、最有發展前景的總線之一。
　　Profibus是一種國際性的開放式現場總線， 目前世界上許多自動化技術生產廠家都為它們生產的設備提供Profibus接口。Profibus已經廣泛應用于加工制造、過程控制和樓宇自動化。
　　Profbus在各行業的應用正被逐漸認可和接受，但對于在安全性有無限要求的電廠中的應用，則還需要Profibus DP總線技術的不斷完善和成熟。
　　現階段，舍棄DCS而改用現場總線控制系統（FieldbusContrlo System，FCS）的顧慮主要在于：在DCS中，控制單元及通信總線都采用冗余配置，提高系統的可靠性，而在FCS的應用中，總線本身的故障以及某臺設備出現故障對整個FCS的影響難以預計和評估；由于FCS中的控制功能分散到現場智能儀表，這種模式只能應用于控制規模較小、控制回路相對獨立，不需要復雜協凋的控制過程。而后者幾乎否定了目前FCS在火電廠中取代DCS成為現場總線獨立應用的可能性。所以，現場總線只能作為DCS的一部分，重要信號送人DCS，由DCS完成聯鎖和遠程控制；同時智能型現場設備也可進行自診斷和邏輯控制。目前，這種應用模式在國外電力行業已有不少應用業績，但國內尚無涉及。
　　德國部分電廠就廣泛地在汽水循環、煙氣系統和機組協調等沒有本案要求的現場控制中，采用了Profibus DP現場總線技術和設備，并把它們納入DCS控制。總線設備主要為電動執行機構、馬達接觸器的智能接口和電磁閥智能接口。總線設備的有關邏輯組態和控制功能在DCS中完成，同時還應用了HART總線用于模擬量信號的傳輸。
　　西門子公司作為Profibus現場總線技術的積極倡導者，不可避免的會把現場總線技術的精華融人自己的DCS控制系統，從而使他們的DCS用戶有可能享受由Profibus現場總線帶來的受益，而無需考慮不同系統之間的兼容性。
　　在單元機組的開、閉式水系統中的電動門控制采用Profibus DP總線技術，電動執行機構采用一體化智能型產品，帶有雙通道PROFIBUS—DP冗余總線接口，作為DP從站掛在總線上。為了提高安全性可靠性，總線光纖、作為總線上的第一類DP主站的AP和相應的光電轉換裝置都采用了冗余結構，這是國內首家在過程控制中采用現場總線技術的火力發電廠。
　　在我國部分建設中的電廠，在補給水處理系統和廢水系統采用現場總線控制系統，現場總線控制系統采用二層通訊的網絡結構組成，鏈路設備和主站級網絡采用冗余配置。控制系統上層即人機終端與主控制器之間采用工業以太網通訊，配置三臺工控機，工控機通過四臺以太網交換機，與二套冗余控制器相連接，以太網交換機采用rIP形式接口，四臺交換機構成光纖高速路網，通訊速率為100M位，秒波特率。現場設備層之間采用現場總線通訊，總線選用PROFIBUS—DP。通訊的連接介質主環網采用光纜，分支現場總線通訊選用總線電纜。由于電廠鍋爐補給水和廢水的各控制工藝都相對獨立，因此在系統構成上以工藝分類來配置系統硬件，配置二套冗余的主控制器。一套冗余主控制器用于鍋爐補給水系統，另一套冗余控制器系統用于廢水系統，同時各自有兩條由光電耦合器組成的現場總線環形光纜網，構成冗余配置，所有現場儀表、智能電機控制器、變頻器可直接連接到現場總線上。變送器、氣動閥門定位器可通過DP／PA耦合器連接到現場總線上。
　　控制系統中低壓電器設備（MCC）采用智能電機控制器，該控制器具有現場總線通信接口功能。因此配上相應的斷路器、接觸器可構成完整的智能控制保護單元。加藥泵的電動機采用帶總線的變頻器。