融入現(xiàn)場總線技術(shù)的dcs在火電廠的應(yīng)用研究

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1、融入現(xiàn)場總線技術(shù)的DCS在火電廠的應(yīng)用研究發(fā)表時(shí)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(yīng)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(hào)的現(xiàn)場總線技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電廠的基礎(chǔ)。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(shí)現(xiàn)現(xiàn)設(shè)備層的數(shù)字化，提高系統(tǒng)的開放性和易擴(kuò)展性。????現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場智能設(shè)備與自動(dòng)化控制系統(tǒng)之間的開放、全數(shù)字式、雙向、多站點(diǎn)的通訊系統(tǒng)。現(xiàn)場總線存在多種國際標(biāo)準(zhǔn)，國際電工協(xié)會(huì)在2000年發(fā)布的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)IE

2、C61158第1版中通過了?8種現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn)，在2007年發(fā)布的?IEC61158第4版中，定義了?20種現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)(表1)。2006年10月16日，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)審查通過了由全國工業(yè)過程測量和控制標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)（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(gè)現(xiàn)場總線國家標(biāo)準(zhǔn).以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)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

3、制系統(tǒng)是國產(chǎn)新型自動(dòng)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(jī)組和輔機(jī)控制系統(tǒng)均由FCS165控制系統(tǒng)構(gòu)成。該控制系統(tǒng)包括DCS和Profibus現(xiàn)場總線2個(gè)部分，可采用3?種組合模式：DCS與Profibus現(xiàn)場總線合并在1個(gè)控制站內(nèi)、單獨(dú)采用DCS及單獨(dú)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(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將A?F制粉、B?氫油水等其它系統(tǒng)設(shè)計(jì)為DCS與Profibus合并模式；對(duì)于爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（F

4、SSS)的公用部分、給水泵汽輪機(jī)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(jī)公用部分）等采用單獨(dú)DCS模式。輔機(jī)?FCS165控制系統(tǒng)主要采用單獨(dú)Profibus模式，并配合采用DCS與Profibus合并模式。為了獲得最大的Profibus節(jié)點(diǎn)的使用率，未設(shè)計(jì)單獨(dú)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(shè)備、2層網(wǎng)絡(luò)，即3+2結(jié)構(gòu)。對(duì)于DCS，位于上層的設(shè)備有操作員站、工程師站、歷史站等.中間層為分布式控制

5、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(luò)是控制中心與人機(jī)界面之間的管理網(wǎng)絡(luò)，為以太網(wǎng)；DCS的下層網(wǎng)絡(luò)為I/O模件與控制器之間的控制網(wǎng)絡(luò)，為CAN網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于?Profibus現(xiàn)場總線，上層設(shè)備與DCS上層設(shè)備相同，中間層設(shè)備除了專用控制器FCP01外，還包括Profibus-DP通訊主站FPB01,底層為支持Profibus?協(xié)議的現(xiàn)場總線智能設(shè)備（變送器、執(zhí)行器和各種分布式I/O設(shè)備等）。Profibus現(xiàn)場總線的上層網(wǎng)絡(luò)與DCS上層網(wǎng)絡(luò)相同，為以太網(wǎng)；Prof

6、ibus現(xiàn)場總線的下層網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)場總線智能設(shè)備與通訊主站之間的控制網(wǎng)絡(luò)，為Profibus網(wǎng)絡(luò)。FCS165控制系統(tǒng)?DCS與Profibus?3+2結(jié)構(gòu)及其對(duì)比見圖1、表2.2設(shè)計(jì)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(shí)際需要1個(gè)控制站可以配置1?3對(duì)冗余通汛主站。(2)冗余DP網(wǎng)絡(luò)對(duì)于具備冗余通訊接口的?Profibus-DP從站（電動(dòng)閥、電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元等），設(shè)計(jì)冗余Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)采用2種方式:?1)1對(duì)冗余通訊主

7、站串行連接2個(gè)冗余Profibus-DP從站(快速冗余方式），該方式為站節(jié)點(diǎn)冗余，通?訊網(wǎng)絡(luò)不冗余；2)2對(duì)冗余通訊主站分別連接2個(gè)冗余Profibus-DP從站，設(shè)計(jì)為主站4冗余方式，可達(dá)到通訊線路和站節(jié)點(diǎn)的綜合冗余?？筛鶕?jù)設(shè)備對(duì)機(jī)組運(yùn)行的重要性選用以上2種冗余設(shè)計(jì)。(3)?????從站兼容性測試為了提高現(xiàn)場總線設(shè)備投運(yùn)的成功率，必須對(duì)選用的從站設(shè)備在使用前進(jìn)行兼容性測試。將設(shè)備掛接到總線網(wǎng)絡(luò)上，并與?FCS165的通訊主站進(jìn)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，確定設(shè)備是

8、否滿足使用要求，以保證現(xiàn)場對(duì)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(shè)備類型，通信協(xié)議允許1個(gè)?Profibus-DP從站的輸人/輸出數(shù)據(jù)量最大為244?Byte;實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證1個(gè)網(wǎng)段上包括主、從設(shè)備帶有中繼器最多站點(diǎn)數(shù)為67個(gè)，不帶有中繼器最多站點(diǎn)數(shù)小于32個(gè)。實(shí)際設(shè)計(jì)中1個(gè)網(wǎng)段配置的Profibus-DP?和Profibus-PA從