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1、融入現(xiàn)場總線技術(shù)的DCS在火電廠的應用研究發(fā)表時間:2013-7-31作者：摘要：融入現(xiàn)場總線技術(shù)的DCS在火電廠的應用研究全數(shù)字化控制是火電廠過程控制系統(tǒng)的發(fā)展方向,而采用全數(shù)字式信號的現(xiàn)場總線技術(shù)則是實現(xiàn)數(shù)字化電廠的基礎。新型控制系統(tǒng)以DCS為主體，采用智能化儀表和現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)現(xiàn)設備層的數(shù)字化，提高系統(tǒng)的開放性和易擴展性。????現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場智能設備與自動化控制系統(tǒng)之間的開放、全數(shù)字式、雙向、多站點的通訊系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線存在多種國際標準，國際電工協(xié)會在2000年發(fā)布的現(xiàn)場總線標準IEC61158第1版中通過了?8種現(xiàn)場總線的國際標準，在2007年發(fā)布的?IEC611
2、58第4版中，定義了?20種現(xiàn)場總線國際標準(表1)。2006年10月16日，中國國家標準化管理委員會審查通過了由全國工業(yè)過程測量和控制標準技術(shù)委員會（TC124)組織相關(guān)單位共同定制的GB/T?20540-2006((IEC-61158?TYPE3-Profibus?規(guī)范》，至此Profibus成為中國首個現(xiàn)場總線國家標準.以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎的控制系統(tǒng)被稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS)。1?FCS165控制系統(tǒng)FCS165控制系統(tǒng)是國產(chǎn)新型自動化控制系統(tǒng)，以DCS為主體，融人了?Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)。華能秦嶺電廠超臨界2X660?MW空冷機組和輔機控制系統(tǒng)均由FCS165控制系統(tǒng)構(gòu)
3、成。該控制系統(tǒng)包括DCS和Profibus現(xiàn)場總線2個部分，可采用3?種組合模式：DCS與Profibus現(xiàn)場總線合并在1個控制站內(nèi)、單獨采用DCS及單獨采用Profibus。這?3種模式均能夠滿足電廠不同控制系統(tǒng)的要求。在單元機組控制系統(tǒng)設計中，將A?F制粉、B?氫油水等其它系統(tǒng)設計為DCS與Profibus合并模式；對于爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS)的公用部分、給水泵汽輪機電液控制系統(tǒng)（MEH)、數(shù)字式電液控制系統(tǒng)(DEH)、電氣控制系統(tǒng)、公用控制系統(tǒng)（電氣及汽輪機公用部分）等采用單獨DCS模式。輔機?FCS165控制系統(tǒng)主要采用單獨Profibus模式，并配合采用DCS與Profibus
4、合并模式。為了獲得最大的Profibus節(jié)點的使用率，未設計單獨采用DCS?模式。????采用DCS與Profibus合并模式的FCS165控制系統(tǒng)具有3層設備、2層網(wǎng)絡，即3+2結(jié)構(gòu)。對于DCS，位于上層的設備有操作員站、工程師站、歷史站等.中間層為分布式控制中心（專用控制器?FCP01),底層為各種常規(guī)模擬量及開關(guān)量模件單元。DCS的上層網(wǎng)絡是控制中心與人機界面之間的管理網(wǎng)絡，為以太網(wǎng)；DCS的下層網(wǎng)絡為I/O模件與控制器之間的控制網(wǎng)絡，為CAN網(wǎng)絡。對于?Profibus現(xiàn)場總線，上層設備與DCS上層設備相同，中間層設備除了專用控制器FCP01外，還包括Profibus-DP通訊主站F
5、PB01,底層為支持Profibus?協(xié)議的現(xiàn)場總線智能設備（變送器、執(zhí)行器和各種分布式I/O設備等）。Profibus現(xiàn)場總線的上層網(wǎng)絡與DCS上層網(wǎng)絡相同，為以太網(wǎng)；Profibus現(xiàn)場總線的下層網(wǎng)絡是現(xiàn)場總線智能設備與通訊主站之間的控制網(wǎng)絡，為Profibus網(wǎng)絡。FCS165控制系統(tǒng)?DCS與Profibus?3+2結(jié)構(gòu)及其對比見圖1、表2.2設計和施工技術(shù)(1)冗余通訊主站?Profibus現(xiàn)場總線通訊主站與控制器通過并行總線交換數(shù)據(jù)，采用1：1冗余配置。根據(jù)實際需要1個控制站可以配置1?3對冗余通汛主站。(2)冗余DP網(wǎng)絡對于具備冗余通訊接口的?Profibus-DP從站（電動閥
6、、電動機控制保護單元等），設計冗余Profibus-DP網(wǎng)絡采用2種方式:?1)1對冗余通訊主站串行連接2個冗余Profibus-DP從站(快速冗余方式），該方式為站節(jié)點冗余，通?訊網(wǎng)絡不冗余；2)2對冗余通訊主站分別連接2個冗余Profibus-DP從站，設計為主站4冗余方式，可達到通訊線路和站節(jié)點的綜合冗余。可根據(jù)設備對機組運行的重要性選用以上2種冗余設計。(3)?????從站兼容性測試為了提高現(xiàn)場總線設備投運的成功率，必須對選用的從站設備在使用前進行兼容性測試。將設備掛接到總線網(wǎng)絡上，并與?FCS165的通訊主站進行通信測試，完成邏輯組態(tài)，根據(jù)在線測試周期和非周期數(shù)據(jù)的傳輸和接收情況，
7、確定設備是否滿足使用要求，以保證現(xiàn)場對控制系統(tǒng)調(diào)試的成功率。(4)?????網(wǎng)段上從站數(shù)量??Profibus-DP從站輸人/輸出的數(shù)據(jù)量取決于設備類型，通信協(xié)議允許1個?Profibus-DP從站的輸人/輸出數(shù)據(jù)量最大為244?Byte;實驗室驗證1個網(wǎng)段上包括主、從設備帶有中繼器最多站點數(shù)為67個，不帶有中繼器最多站點數(shù)小于32個。實際設計中1個網(wǎng)段配置的Profibus-DP?和Profibus-PA從
