現(xiàn)場總線技術(shù)在電廠中的應(yīng)用

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1、現(xiàn)場總線技術(shù)在電廠中的應(yīng)用孟麗現(xiàn)場總線技術(shù)在電廠中的應(yīng)用ApplicationofFieldbusTechnologyinPowerPlant孟麗(華東電力設(shè)計院,上海200063)摘要介紹了現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點以及與DCS相比具有的優(yōu)勢,對現(xiàn)場總線在電廠應(yīng)用中存在的問題及解決辦法進行了討論,最后闡述了在未來一段時間內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)場總線與DCS的關(guān)系及發(fā)展前景。關(guān)鍵詞現(xiàn)場總線DCS控制系統(tǒng)AbstractThestructureandfeaturesoffieldbusandtheadvantagesoffieldbuscomparedwithDCSareintroduce

2、d.Theproblemsexistinapplicationoffieldbusinpowerplantandthesolutionsarediscussed.TherelationoffieldbusandDCSinnearfutureandthedevelopingprospectsaredescribed.KeywordsFieldbusDCSControlSystem0引言1基于現(xiàn)場總線的電廠綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)成按照國際電工委員會IEC/SC65C的定義,安裝在不同廠家的產(chǎn)品在系統(tǒng)構(gòu)成上各有不同之處。電制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備與控制室內(nèi)的自控裝置之廠熱工控制系統(tǒng)中

3、所使用的儀表設(shè)備、連接方式和通間的數(shù)字式、串行和多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總信協(xié)議的不同,給系統(tǒng)的兼容性、可擴展性、穩(wěn)定性、維線。以現(xiàn)場為基礎(chǔ)形成的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)護等帶來了很大的困難。為了使現(xiàn)場總線具有開放稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)。由于它適應(yīng)了控制系性,便于用戶選擇不同的產(chǎn)品,我們按照國際電工委員統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的方向,給自動化系會(IEC)制定的IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn),提出了基于現(xiàn)場統(tǒng)的最終用戶帶來了更大的實惠和方便。自其出現(xiàn)之總線的電廠綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),如圖1所示。日起就受到廣泛關(guān)注,迅速成為世界范圍內(nèi)控制技術(shù)的熱點,并促使目前生

4、產(chǎn)的自動化儀表、PLC、DCS產(chǎn)品面臨體系結(jié)構(gòu)、功能等方面的重大改變,導(dǎo)致自動化產(chǎn)品又一次面臨更新?lián)Q代。自20世紀(jì)80年代中期提出現(xiàn)場總線概念以來,國外各大知名公司已相繼開發(fā)了數(shù)十種現(xiàn)場總線產(chǎn)品,如FF、ProfiBus、WorldFIP、Control2Net、InterBus、P-net、SwiftNet、CAN等,并成功地應(yīng)用在石油、汽車等不同的生產(chǎn)領(lǐng)域,取得了良好的經(jīng)濟效益,推動了控制技術(shù)的不斷發(fā)展。隨著國家電力體制改革的深入,實行廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)的政策,電廠為提高經(jīng)濟效益,增強競爭力,需圖1基于現(xiàn)場總線的電廠綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)從圖1可以看出,此系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

5、分為3層,從低要進行生產(chǎn)經(jīng)營的整體優(yōu)化,把生產(chǎn)過程、企業(yè)管理、到高分別為現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層和企業(yè)管理層。市場營銷等各個環(huán)節(jié)組織為一個系統(tǒng),從全局角度制1.1現(xiàn)場控制層定各功能層次的實施策略,實現(xiàn)一體化目標(biāo)下的綜合現(xiàn)場控制層由現(xiàn)場設(shè)備和控制網(wǎng)絡(luò)段組成。H1自動化。長期以來,困擾這一發(fā)展的主要問題是工業(yè)層網(wǎng)絡(luò)是在FF現(xiàn)場總線的H1層基礎(chǔ)上定義的低速現(xiàn)自動化“信息孤島”問題。現(xiàn)場總線的出現(xiàn),徹底打破場級網(wǎng)絡(luò),低速總線H1支持點對點連接、總線型、菊了這么多年來從未解決的格局,它為控制網(wǎng)絡(luò)與以傳花鏈型、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),主要用于連接現(xiàn)場智能儀表,輸信息和資源共享為主的信息網(wǎng)絡(luò)的連接提供

6、了方如壓力、溫度、液位、流量等變送器及其執(zhí)行機構(gòu)等。便,為電廠構(gòu)建管控一體化的綜合自動化系統(tǒng)鋪平了H1采用IEC1158-2的數(shù)字式、位同步、曼徹斯特編碼道路。33《自動化儀表》第26卷第3期2005年3月傳輸數(shù)據(jù)協(xié)議,通信速率為31125kbps(電壓式)。H12.2標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的問題采用屏蔽電纜,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用線型或樹型,或者兩種組IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)不是唯一性的,而是8種現(xiàn)場合型結(jié)構(gòu)。與H1相連的現(xiàn)場智能儀表需要24V直流總線標(biāo)準(zhǔn)的集合,這主要是為了保護每個現(xiàn)場總線制電源時,可通過屏蔽電纜線提供,也可單獨提供。造商的利益。由于現(xiàn)在應(yīng)用的現(xiàn)場總線產(chǎn)品基于不同1.2監(jiān)控層

7、的協(xié)議,所以其開放性并不能得到很好的體現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控層由高速以太網(wǎng)(H2總線)以及連接在總線不統(tǒng)一會影響現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。為了上的擔(dān)任監(jiān)控作務(wù)的工作站或顯示操作站組成。H2未來的市場,各制造商在不斷地改進自己的產(chǎn)品,向國層網(wǎng)絡(luò)屬于現(xiàn)場總線的高速現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò),主要用于連際標(biāo)準(zhǔn)靠攏,如西門子公司先開發(fā)了ProfiBus-DP現(xiàn)接現(xiàn)場智能設(shè)備(PLC、遠(yuǎn)程I/O、電動門、變頻器等)、場總線(相對于H2層),用于連接PLC、變頻器等設(shè)備,操作員站、工程師站等設(shè)備,完成監(jiān)控級的通信任務(wù)和為了市場的需要又開發(fā)了ProfiBus-