基于現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電廠應(yīng)用

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1、基于現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電廠應(yīng)用【摘要】隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的日益成熟，基于總線技術(shù)的智能型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生。介紹現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概況，闡述基于現(xiàn)場(chǎng)總線的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，分析其在電廠中實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和效果，最后闡明現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用將成為電廠今后技術(shù)革新的發(fā)展趨勢(shì)?！娟P(guān)鍵詞】現(xiàn)場(chǎng)總線；電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；優(yōu)勢(shì)引言現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是指現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點(diǎn)通信的自控技術(shù)。它將具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力的專(zhuān)用微處理器置入傳統(tǒng)的測(cè)量控制儀表，并按公開(kāi)、規(guī)范的通信協(xié)議把它們

2、連接成網(wǎng)絡(luò)，形成適應(yīng)各種實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)o近年，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在工程應(yīng)用的各種嘗試在廣泛進(jìn)行。現(xiàn)場(chǎng)總線要組成純數(shù)字的總線控制系統(tǒng)FCS,基于現(xiàn)場(chǎng)總線的各種智能型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是基礎(chǔ)元素。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的終端元件，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行、可靠性及控制品質(zhì)的優(yōu)劣都有很大影響。傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在控制精度低、死區(qū)大，無(wú)網(wǎng)絡(luò)通訊功能等缺點(diǎn)，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的日益成熟，基于總線技術(shù)的智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也應(yīng)運(yùn)而生。1、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

3、在應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)目前，基于現(xiàn)場(chǎng)總線的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類(lèi)很多，它們應(yīng)用的總線協(xié)議主要包括FoundationFieldbus、Profibus、CAN等?，F(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與普通電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，具有較大的優(yōu)勢(shì)。(1)帶通信協(xié)議的總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要使用的輔助設(shè)備少，無(wú)需任何隔離、轉(zhuǎn)換和輸入輸出模塊，同時(shí)一個(gè)環(huán)路中的所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)被一根屏蔽雙絞線串聯(lián)起來(lái)，完全取代了傳統(tǒng)的6-14線制。(2)現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有雙向通訊功能、自校正、自診斷等功能，操作維護(hù)異常便利。當(dāng)采用了現(xiàn)場(chǎng)總線的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或它所控制

4、的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)的給予識(shí)別。(3)其輸出為數(shù)字信號(hào)，不僅減少了信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失，增加了抗干擾能力，而且所傳遞信號(hào)的質(zhì)量也是非常穩(wěn)定可靠。(4)由于現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶有微處理器，對(duì)于運(yùn)行人員無(wú)法判別的故障或無(wú)法解決的難題時(shí)，設(shè)備廠家可通過(guò)總線通訊接口進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持。2、我廠應(yīng)用實(shí)例2.1ABB智能ONTRAC現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在我廠減溫減壓站的減溫水系統(tǒng)中，用于減溫水出口壓力、溫度調(diào)節(jié)的16臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用了ABBONTRAC現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。ABB智能O

5、NTRAC電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為原裝進(jìn)口一體化現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品，其開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以接受開(kāi)、關(guān)、停數(shù)字量控制信號(hào)并能滿足DCS程序控制的要求，中間不需要增加任何轉(zhuǎn)換和隔離設(shè)備。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制單元配有雙通道Profibus-DP冗余總線接口，可接受來(lái)自控制室的數(shù)字量信號(hào)。作為Profibus-DP總線系統(tǒng)的從站，其從站地址可通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本體上的液晶顯示器和按鈕進(jìn)行設(shè)定和確認(rèn)。2.2網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)根據(jù)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置分布和功能實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用中把4臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)掛在Profibus-DP總線上，簡(jiǎn)單的總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如

6、圖1所示。4臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由Profibus-DP總線串聯(lián)接至光電轉(zhuǎn)換器0LM1,通過(guò)光纖傳輸，將總線上的信號(hào)傳送到電子間機(jī)柜中的0LM2,再經(jīng)Profibus-DP總線將信號(hào)傳到通信和存儲(chǔ)模塊IM308C,最后通過(guò)RS-485總線到達(dá)控制處理器PAoPA作為底層處理器全部掛在工廠總線網(wǎng)，工程師站可通過(guò)工廠總線網(wǎng)對(duì)所有總線執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行組態(tài)。由于ABB現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制單元均配有雙通道Profibus-DP冗余總線接口，故主站PA、IM308C、電源模塊及所有總線配置都是冗余的，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)

7、運(yùn)行的安全性。2.3應(yīng)用效果分析我廠減溫水系統(tǒng)的總線執(zhí)行機(jī)構(gòu)順利通過(guò)168小時(shí)無(wú)故障運(yùn)行投產(chǎn)，所有ABB現(xiàn)場(chǎng)總線執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行正常。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與DCS的通信，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)、關(guān)、故障等信息得以反饋，集控室操作員可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行要求對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程手操。當(dāng)ABB電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障時(shí)，可在工程師站將該節(jié)點(diǎn)從總線網(wǎng)絡(luò)中刪除以進(jìn)行檢修，而不會(huì)影響總線上其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)行與監(jiān)控。與常規(guī)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較，現(xiàn)場(chǎng)總線執(zhí)行機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的各個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)也體現(xiàn)著自己的優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，各電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)無(wú)需以

8、硬接線形式單獨(dú)接入DCS卡件通道；滋工時(shí)，無(wú)需考慮電纜的芯芯對(duì)接；給總線執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)定與工程師站匹配的物理地址且通信狀態(tài)良好，就表征調(diào)試完畢。3、結(jié)束語(yǔ)目前我廠應(yīng)用總線技術(shù)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還只是初步嘗試階段，但其長(zhǎng)遠(yuǎn)的效果和優(yōu)勢(shì)應(yīng)是可以預(yù)見(jiàn)的。我們看到，即使不同廠家提供的設(shè)備，只要總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信協(xié)議匹配，數(shù)據(jù)傳輸和控制功能就可完全實(shí)現(xiàn)。發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的設(shè)備管理優(yōu)勢(shì)，必將有利于提高現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的健康水平，保證機(jī)組長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。參考文獻(xiàn)[1]陽(yáng)憲惠?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及應(yīng)用M.北京：清華