摘要：本文通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)作為一種全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、雙向通信的新型控制技術(shù)的分析，以及在未來建設(shè)數(shù)字化電廠、深化信息化技術(shù)中的應(yīng)用，提出了在建設(shè)數(shù)字化電廠時(shí)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線的方案設(shè)想以及在工程實(shí)施中應(yīng)注意的問題和對(duì)策。
一、數(shù)字化電廠及應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的必要性
何為數(shù)字化電廠，這個(gè)問題近幾年來在業(yè)界得到了廣泛的討論。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字化已普遍應(yīng)用于電力生產(chǎn)過程的決策層、管理層和監(jiān)控層，數(shù)字化電廠也逐步成為現(xiàn)代化發(fā)電企業(yè)發(fā)展的方向，從目前對(duì)數(shù)字化電廠的認(rèn)識(shí)來看，數(shù)字化電廠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以劃分為三個(gè)層次,即直接控制層（包括數(shù)據(jù)采集）、管控一體化層、管理決策層，而將三個(gè)層次連接起來的就是數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
管理決策層：mis
管控一體化層：sisams智能設(shè)備管理系統(tǒng)
現(xiàn)場(chǎng)控制層：dcs等
目前sis是一個(gè)準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，sis側(cè)重點(diǎn)是實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程管理和監(jiān)控，對(duì)實(shí)時(shí)性要求高，sis的實(shí)時(shí)性要求比mis高，比dcs略低。對(duì)實(shí)時(shí)性要求之所以比dcs略低，其原因是sis應(yīng)用功能目前大多數(shù)是開環(huán)的，如負(fù)荷分配功能，電廠負(fù)荷非直調(diào)方式－中調(diào)把全廠負(fù)荷發(fā)給電廠，電廠按優(yōu)化分配算法把負(fù)荷分配給每臺(tái)機(jī)組。如果sis中的這一功能真正實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，將取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。如sis實(shí)施閉環(huán)，其對(duì)實(shí)時(shí)性的要求將與dcs相當(dāng)。
數(shù)字化電廠很重要的組成部分是上層sis等應(yīng)用軟件，sis需要的實(shí)時(shí)信息取自于dcs和輔助車間監(jiān)控系統(tǒng)等，由于dcs采用的是模擬量、開關(guān)量，不具備將設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息上傳至控制器的功能，sis也就無法獲得這些有用信息，這就是sis進(jìn)一步提髙功效的瓶頸，也是建設(shè)真正意義上的數(shù)字化電廠的瓶頸。
而fcs系統(tǒng)采用的是全數(shù)字、雙向通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制，完*了智能現(xiàn)場(chǎng)儀表與智能控制室儀表之間的連接問題，解決了瓶頸，滿足sis需求，也為現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備級(jí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、建設(shè)真正意義上的數(shù)字化電廠提供了基礎(chǔ)條件。要建設(shè)真正意義上的數(shù)字化電廠，必須解決現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備級(jí)數(shù)字化，目前現(xiàn)場(chǎng)總線能完成這一使命。fcs是消滅火電廠“信息孤島”的武器：fcs的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備能將大量現(xiàn)場(chǎng)信息送上通信網(wǎng)絡(luò)，這是dcs、plc無法實(shí)現(xiàn)的。
二、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)介紹
現(xiàn)場(chǎng)總線（fieldbus），按其電工委員會(huì)iec61158的定義為：“安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線”；按歐洲標(biāo)準(zhǔn)en50170的描述為“通用現(xiàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)”。故可將以現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)智能裝置為基礎(chǔ)的、全數(shù)字控制的系統(tǒng)統(tǒng)稱為fcs。而衡量一個(gè)控制系統(tǒng)是否為真正的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)fcs有三個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，即：核心、基礎(chǔ)和本質(zhì)。fcs的核心是總線協(xié)議，只有遵循現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的控制系統(tǒng)，才能稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)；fcs的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)儀表，它是fcs的硬件支撐；fcs的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，這是fcs的系統(tǒng)效能體現(xiàn)。
目前主要有以下8種現(xiàn)場(chǎng)總線作為iec61158現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)，即：ffh1、controlnet、profibus、interbus、p-net、worldfip、swiftnet和ff之高速ethernet即hse。以上8種標(biāo)準(zhǔn)總線中，p-net和swiftnet是用于有限領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線，考慮到所適用應(yīng)用對(duì)象的要求，這兩種類型總線的功能相對(duì)比較簡(jiǎn)單；contro1net、profibus、worldfip和interbus現(xiàn)場(chǎng)總線是由plc為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)發(fā)展而來的現(xiàn)場(chǎng)總線，從本質(zhì)上講它們以遠(yuǎn)程i/o總線技術(shù)為基礎(chǔ)，通常不具備通過總線向現(xiàn)場(chǎng)裝置供電和本質(zhì)安全性能。如果進(jìn)一步劃分，controlnet只是監(jiān)控級(jí)總線，profibus和worldfip則包括兩個(gè)層次的總線；ffh1總線和hse總線是由傳統(tǒng)dcs控制系統(tǒng)發(fā)展而來現(xiàn)場(chǎng)總線，充分考慮向現(xiàn)場(chǎng)儀表兩線制供電和本質(zhì)安全要求，功能較為復(fù)雜。
目前用于火電廠過程控制的現(xiàn)場(chǎng)總線，在技術(shù)和*均較的有基金會(huì)（foundationfieldbus－ff）現(xiàn)場(chǎng)總線和profibus（processfieldbus）現(xiàn)場(chǎng)總線兩種。
下面對(duì)ff和profibus現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)分別進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：
2.1ff現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)
ff由低速h1總線和高速以太網(wǎng)h2（現(xiàn)在發(fā)展為hse－h(huán)ighspeedethernet）總線組成。其傳輸介質(zhì)是雙絞線。h1總線主要用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，速率為31.25kbps，兩線制信號(hào)傳輸并同時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電，具備本質(zhì)安全特征（防爆場(chǎng)合）。h2總線主要面向過程控制級(jí)、遠(yuǎn)程i/o和高速工廠自動(dòng)化的應(yīng)用，采用100mbps高速以太網(wǎng)協(xié)議（hse）。
2.2profibus現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)
profibus現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)由傳輸技術(shù)（rs485、rs485-is、光纖、mbp、mbp-is、mbp-lp等）、通訊技術(shù)協(xié)議（profibus-dp）、通用行規(guī)（profisafe、profidrive等）、行規(guī)（如padevices）組成。通訊技術(shù)協(xié)議profibusdp的發(fā)展從dpv0（循環(huán)數(shù)據(jù)交換）到dpv1（循環(huán)和非循環(huán)數(shù)據(jù)交換、報(bào)警與狀態(tài)信息處理），直至dpv2（運(yùn)動(dòng)控制、交叉通訊、時(shí)間同步等）。正因?yàn)閜rofibus擁有統(tǒng)一的通信協(xié)議（profibusdp）,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了不同的通用應(yīng)用行規(guī)和應(yīng)用行規(guī)，使得profibus可以廣泛地應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。以下對(duì)有關(guān)的部分作簡(jiǎn)要介紹：
1）profibus-dp：是一種高速低成本的用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式i/o的通訊技術(shù)。協(xié)議結(jié)構(gòu)是以開放式系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)（osi—opensysteminterconnection）為參考模型，定義了*、二層（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層）和第七層（應(yīng)用層）；傳輸技術(shù)采用rs-485雙絞線電纜和光纜，波特率從9.6kbps到12mbps；支持單主或多主系統(tǒng)令牌傳輸方式，總線上zui大站點(diǎn)數(shù)為126個(gè)。
2）dpv1專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，通過dp/palink可實(shí)現(xiàn)儀器儀表、執(zhí)行器到控制器的數(shù)字通訊連接。在協(xié)議上定義了*、二、七層（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層）。其中的應(yīng)用層包含了現(xiàn)場(chǎng)總線的信息規(guī)范和通訊接口規(guī)范；數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)采用mbp、mbp-is等，通訊介質(zhì)采用雙絞線，傳輸率為31.25kbps，可實(shí)現(xiàn)總線供電，本質(zhì)安全規(guī)范，采用fisco模型，每段zui多32個(gè)站點(diǎn)。
3）profisafe：profibus技術(shù)的進(jìn)展之一，在profibus總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了安全通訊指標(biāo)sil3以上。
4）profinet實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)的*結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶先前投資的保護(hù)，而且還通過proxy和opcda\dx同其它的總線相連以及對(duì)it技術(shù)的集成，并可實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化和縱、橫向立體集成；此外，通過internet網(wǎng)和web網(wǎng)，也可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行訪問和控制，其實(shí)時(shí)通訊的循環(huán)時(shí)間（確定性）可在1ms以下，抖動(dòng)1us以下。
5）profibus的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品超過2100多種，分別來自世界250多個(gè)生產(chǎn)廠商。profibus在各行各業(yè)所占*超過了20%，應(yīng)用實(shí)例約100萬個(gè)，據(jù)profibus組織宣布，基于profibus接口的設(shè)備節(jié)點(diǎn)應(yīng)用在2003年底突破了1000萬個(gè)。
三、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在國內(nèi)電廠的應(yīng)用
目前火電機(jī)組向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，一方面渴望采用新技術(shù)、新系統(tǒng)；另一方面由于機(jī)組本身的熱力特性和電力生產(chǎn)的特點(diǎn)所決定，對(duì)安全性和可靠性有特殊要求，因而對(duì)新技術(shù)、新系統(tǒng)的應(yīng)用十分謹(jǐn)慎，甚至持保守態(tài)度。fcs是新技術(shù)、新裝備，目前還處在發(fā)展和完善過程中，為研究和應(yīng)用fcs，一些科研院所積極進(jìn)行試驗(yàn)和開發(fā)。國電熱工研究院于1998年購進(jìn)一套ff現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（deltav系統(tǒng)），包括2臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、5個(gè)h1i/o卡、10路h1總線、100多臺(tái)高精度智能變送器（壓力和溫度）。該套系統(tǒng)已在多個(gè)電廠的性能考核和運(yùn)行調(diào)整中發(fā)揮作用，并積累了fcs的配置和安裝經(jīng)驗(yàn)。
近幾年現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和設(shè)備正逐步應(yīng)用到國內(nèi)一些電廠的外圍輔助系統(tǒng)中。例如山東萊城電廠、江陰夏港電廠、華能玉環(huán)電廠、吉林九臺(tái)電廠、華能金陵電廠、國華寧海電廠等。下面就華能的幾個(gè)電廠做簡(jiǎn)單介紹：
3.1現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在華能玉環(huán)電廠的應(yīng)用
華能玉環(huán)電廠在鍋爐補(bǔ)給水控制系統(tǒng)、電廠化學(xué)凈水及廢水控制系統(tǒng)中采用了現(xiàn)場(chǎng)總線儀表設(shè)備，作為fcs在電廠中的應(yīng)用嘗試，該控制系統(tǒng)包括了人機(jī)界面、控制站（西門子pcs7417h）、profibus-dp和pa通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線儀表和設(shè)備。dp支路連接儀表、電機(jī)控制保護(hù)單元（采用西門子simocode直接安裝在mcc柜內(nèi)）、i/o單元、變頻器等。壓力及差壓變送器（abb產(chǎn)品）、磁翻板液位（國產(chǎn)產(chǎn)品，通過加裝pa通訊模塊完成）、ph值、硅酸根、磷酸根測(cè)量儀等儀表采用profibuspa總線，因此所有的現(xiàn)場(chǎng)儀表和執(zhí)行器都將通過dp/pa耦合器連接到總線網(wǎng)絡(luò)上。氣動(dòng)閥門定位器也采用pa總線，實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)閥控制，每個(gè)電磁閥箱配一套閥島，模塊驅(qū)動(dòng)電磁閥，模塊采集閥位反饋，通過dp與plc通訊?？傸c(diǎn)數(shù)為502點(diǎn)，其中486點(diǎn)以現(xiàn)場(chǎng)總線方式接入（有個(gè)別分析儀表不能提供profibus標(biāo)準(zhǔn)接口）。
3.2華能南京金陵電廠
華能南京金陵電廠2×1000mw燃煤機(jī)組，主輔機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，主機(jī)部分各類現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及監(jiān)控設(shè)備約960臺(tái)左右，目前總線覆蓋率40％左右。主要保護(hù)和deh、soe，重要調(diào)節(jié)回路、6kv電機(jī)采用常規(guī)方式?？偩€標(biāo)準(zhǔn)選用profibus，水、煤、灰輔控全部采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。
3.3華能吉林九臺(tái)電廠
華能吉林九臺(tái)電廠2×600mw燃煤機(jī)組，主輔機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，主機(jī)部分各類現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及監(jiān)控設(shè)備約380臺(tái)左右，目前總線覆蓋率30％左右。主要保護(hù)和deh、soe，重要調(diào)節(jié)回路、6kv電機(jī)采用常規(guī)方式。總線標(biāo)準(zhǔn)選用profibus，水、煤、灰輔控全部采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。
四、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)選型配置分析及應(yīng)用規(guī)劃
4.1現(xiàn)場(chǎng)總線的選型配置方案
從現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來看，profibus總線技術(shù)在國內(nèi)外電廠中有較多成功的應(yīng)用，如德國的niederaussem電廠、陜西楊凌熱電廠、山東龍口電廠、河北三河電廠、廣安電廠、山東萊城電廠、江蘇夏港電廠、寧海電廠、華能巢湖電廠、華能金陵電廠、華能九臺(tái)電廠等。
*，目前國外幾大dcs系統(tǒng)基本上都能接受profibus和ff現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。如siemens公司的t—3000系統(tǒng)能接受profibus現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，foxboro公司的i/a系統(tǒng)能接受profibus和ff現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，艾默生公司的ovation系統(tǒng)能接受profibus和ff現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，abb公司abbsymphony系統(tǒng)能接受profibus和ff現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。
從國內(nèi)行業(yè)內(nèi)的實(shí)際投用業(yè)績及使用經(jīng)驗(yàn)來看，也以profibus和ff兩種現(xiàn)場(chǎng)總線為多。工程實(shí)踐證明，profibus和ff現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足電廠過程控制的應(yīng)用要求。
鑒于上述原因，從發(fā)展的角度，為謀取廣泛的國內(nèi)外生產(chǎn)廠商硬軟件產(chǎn)品支持，充分的工程經(jīng)驗(yàn)、業(yè)績驗(yàn)證，避免系統(tǒng)重構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)，本工程推薦現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)采用符合市場(chǎng)應(yīng)用主流的profibus、ff現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)為宜。
4.2現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用層面
火電廠機(jī)組控制功能從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，分布很廣，有單回路、串級(jí)調(diào)節(jié)回路，也有多輸入多輸出的交叉耦合控制系統(tǒng)，還有可靠性要求很高的快速保護(hù)聯(lián)鎖邏輯。ff現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備具有一定的控制和運(yùn)算功能，能夠完成較單純的單回路或串級(jí)調(diào)節(jié)任務(wù)，但是對(duì)于存在多回路耦合的復(fù)雜控制，需要在不同網(wǎng)段間傳輸數(shù)據(jù)，就可能影響控制的實(shí)時(shí)性。如網(wǎng)段、設(shè)備分布設(shè)計(jì)不當(dāng)，就可能影響到工藝系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行。profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備本身基本不具備控制功能。因此在大型火力發(fā)電廠燃煤機(jī)組主控系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，目前基本還限于在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，基本不減少dcs控制器的配置，多數(shù)調(diào)節(jié)回路控制策略和設(shè)備控制邏輯仍按照工藝系統(tǒng)劃分在不同dcs控制器中集中處理，少數(shù)單回路調(diào)節(jié)任務(wù)下放到現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備中（當(dāng)dcs系統(tǒng)采用ff現(xiàn)場(chǎng)總線時(shí)）。
目前，國內(nèi)火電廠采用的主流dcs基本上都已提供了各自的現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案。如西門子公司的t-3000支持profibus現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)；艾默生公司的ovation提供了ff和profibus－dp現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接入；foxboro公司的i/a支持ff和profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)；abb公司的symphony系統(tǒng)能接受profibus和ff現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。這些dcs品牌產(chǎn)品無一例外地均是在原有dcs的基礎(chǔ)上，提供對(duì)智能現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)總線支持?？梢赃@樣說，火電廠現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用將更側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)字化及由此帶來的種種益處，而不在于純粹意義上的fcs應(yīng)用。通過華能巢湖電廠、華能金陵電廠實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)、了解其它電廠使用現(xiàn)場(chǎng)總線的方案以及與外方進(jìn)行的技術(shù)交流和調(diào)研，西門子、emerson、foxboro三家公司、控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)總線方面的技術(shù)實(shí)力較為突出。
電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)（水、煤、灰）的控制以開關(guān)量程序控制為主，此外還存在少量的簡(jiǎn)單模擬量調(diào)節(jié)。而plc具有邏輯處理功能強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、系統(tǒng)獨(dú)立性強(qiáng)、電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)中有深厚應(yīng)用基礎(chǔ)等特點(diǎn)。
近幾年來，相對(duì)進(jìn)口plc而言具有組態(tài)靈活方便、價(jià)格較低等優(yōu)勢(shì)的國產(chǎn)dcs在輔助車間的應(yīng)用也已成熟，受到了電廠的信賴。如泰州2×1000mw機(jī)組輔助車間、大唐南京2×600mw機(jī)組輔助車間整套控制系統(tǒng)均采用國產(chǎn)dcs。
電廠大量使用的主流plc品牌基本上都在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層提供了現(xiàn)場(chǎng)總線接口。例如西門子公司的s7系列具有profibus總線接口；ab公司controlgix產(chǎn)品提供了ff和devicenet總線接口；ge的faunc產(chǎn)品提供了profibus總線接口；施耐德公司的modiconquantum產(chǎn)品也提供ff和profibus的總線接入。
國產(chǎn)dcs現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用目前尚處于起步階段，國電智深、和利時(shí)、南京科遠(yuǎn)等國產(chǎn)dcs生產(chǎn)商正積極開發(fā)與推廣現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，覆蓋部分工藝系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)已具有成功的運(yùn)行業(yè)績。
追求全廠控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)一體化，是個(gè)難以抗拒的趨勢(shì)。因此在電廠輔助生產(chǎn)車間控制系統(tǒng)設(shè)備選型時(shí)，將進(jìn)行dcs與plc的性能價(jià)格比選，zui終確定電廠輔助生產(chǎn)車間控制系統(tǒng)是采用以plc或dcs為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)總線。
五、現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)施中的問題和建議
5.1存在的問題
5.1.1現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮
以智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比其優(yōu)點(diǎn)不僅在監(jiān)視控制方面，更多的在于維護(hù)簡(jiǎn)單、具有自動(dòng)診斷、校正等設(shè)備管理功能方面，而目前國內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用業(yè)績尚未普遍，發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線管理自動(dòng)化和遠(yuǎn)程診斷功能從而降低運(yùn)行維修成本的優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)不明顯。
5.1.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)不足
火電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線，在國內(nèi)還是較新的課題，包含許多新的技術(shù)內(nèi)容，無論在設(shè)計(jì)、采購供貨、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)方面都與常規(guī)系統(tǒng)有所不同，各方面的工程技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的知識(shí)熟悉程度不夠，缺乏工程經(jīng)驗(yàn)，增加了應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線的難度。
5.1.3現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品的選擇范圍有所限制
現(xiàn)場(chǎng)總線是新的技術(shù)，其本身仍在發(fā)展過程中，目前智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的規(guī)范和品種相比常規(guī)儀表而言，尚缺少廣泛的國產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的支撐，大多需要采用進(jìn)口設(shè)備，因而在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)帶來了設(shè)備價(jià)格偏高的問題。
針對(duì)控制器而言，當(dāng)主廠房、輔助車間控制系統(tǒng)選擇采用進(jìn)口dcs/plc基本不存在技術(shù)上的問題，但當(dāng)考慮采用國產(chǎn)dcs實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)總線方案時(shí)，選擇成熟的系統(tǒng)尚有些問題。根據(jù)目前所了解的情況，北京和利時(shí)、國電智深、浙大中控、南京科遠(yuǎn)等國產(chǎn)dcs生產(chǎn)商都在積極開發(fā)、應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線，有些系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行，但總體來看，均是用于輔助車間或局部工藝系統(tǒng)，火電廠機(jī)爐工藝系統(tǒng)成規(guī)模的應(yīng)用上尚無案例。因此目前現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品無論現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還是控制器選擇范圍均受到一定的限制。故本工程推薦基于plc的現(xiàn)場(chǎng)總線方案。
5.2對(duì)策和建議
為了使工程設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，工程建設(shè)各方應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備和廣泛開展多方位的技術(shù)交流。工程技術(shù)人員應(yīng)努力學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的有關(guān)知識(shí)，加深對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的理解，逐步形成現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)的工程應(yīng)用能力。根據(jù)工程的經(jīng)驗(yàn)，需采取必要的對(duì)策，提出如下建議：
5.2.1盡早確定應(yīng)用的總線標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用范圍
應(yīng)從技術(shù)角度出發(fā)，根據(jù)工程的特點(diǎn)和需要，對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)性能、*（包括國內(nèi)、外）、產(chǎn)品配套程度、國內(nèi)程度、供貨商信譽(yù)、售后服務(wù)、價(jià)格和兼容性以及與其它系統(tǒng)接口的難易程度等進(jìn)行綜合比較，從而選擇和確定現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。采用度高、信譽(yù)好、用戶多、配套廠商多、產(chǎn)品性能優(yōu)越的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品，這類產(chǎn)品將來成為行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)和國家、標(biāo)準(zhǔn)的可能性zui大，從而可以保證使用者的投資具有長期效益。
按國內(nèi)火電廠建設(shè)的慣例，尤其大型機(jī)組數(shù)量較多的熱控設(shè)備隨工藝設(shè)備配套供貨，因此也需要盡早確定應(yīng)用的總線標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用范圍，統(tǒng)一對(duì)智能設(shè)備提出技術(shù)要求。
5.2.2工藝設(shè)備與控制系統(tǒng)及設(shè)備宜分島招標(biāo)
工藝設(shè)備制造商的關(guān)注重點(diǎn)在工藝設(shè)備的性能保證上，對(duì)控制設(shè)備的配套關(guān)注往往不夠。由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在國內(nèi)電廠應(yīng)用的時(shí)間和范圍，使得工藝設(shè)備制造商的設(shè)計(jì)人員中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)接觸不多，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)了解較少。因此主廠房dcs、輔助車間控制系統(tǒng)選擇，必須采取工藝設(shè)備單獨(dú)分島招標(biāo)、控制系統(tǒng)集中招標(biāo)的形式予以實(shí)施，根據(jù)單元機(jī)組、輔助車間現(xiàn)場(chǎng)總線方案設(shè)計(jì)原則，結(jié)合工藝特點(diǎn)，統(tǒng)一規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)要求，盡早安排，確?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的質(zhì)量和建設(shè)工期滿足要求。對(duì)于必須隨工藝設(shè)備配套供貨的總線控制設(shè)備，要重視輔機(jī)招標(biāo)中的工藝設(shè)備配供控制裝置現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)要求，督促輔機(jī)廠家嚴(yán)格按照選定的總線設(shè)備清單供貨，防止產(chǎn)生與設(shè)計(jì)技術(shù)要求不符的問題。
5.2.3重視人員的技術(shù)培訓(xùn)工作
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)包含許多新的內(nèi)容，因此技術(shù)要求較高，必須要加強(qiáng)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、設(shè)備安裝、組態(tài)調(diào)試單位人員的培訓(xùn)，培訓(xùn)要深入貫穿全過程，業(yè)主在工程設(shè)計(jì)初始階段就要積極介入。為確保工程的有效、順利實(shí)施，在工程設(shè)計(jì)之前積極開展與控制工程公司之間的有關(guān)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝、組態(tài)調(diào)試、管理維護(hù)方面的技術(shù)交流。通過技術(shù)交流，使控制工程公司預(yù)先了解本工程期望達(dá)到的目標(biāo)，工程有關(guān)各方了解應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)要點(diǎn)和難點(diǎn)，以便在技術(shù)上做好充分的準(zhǔn)備。
由于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試上同傳統(tǒng)plc系統(tǒng)有許多不同，要求我們從基建開始就要探索一種全新的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備管理模式，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在機(jī)組控制及輔助生產(chǎn)系統(tǒng)中的全面應(yīng)用，要重視智能設(shè)備管理軟件在調(diào)試和運(yùn)行中的應(yīng)用，使得以預(yù)測(cè)性設(shè)備維護(hù)和設(shè)備管理為預(yù)期目標(biāo)的目的能夠?qū)崿F(xiàn)，做到操作人員和維護(hù)人員能夠及時(shí)獲取相關(guān)的信息，并進(jìn)行zui合適的操作或者維護(hù)工作，從而避免災(zāi)難性的設(shè)備故障，并且可以減少設(shè)備非故障停機(jī)，提高系統(tǒng)的可用率水平。
現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備系統(tǒng)的出廠驗(yàn)收要比普通plc出廠驗(yàn)收時(shí)間長，由于工廠測(cè)試中就要將每個(gè)智能設(shè)備的id進(jìn)行設(shè)置，總線通訊要全部調(diào)試正常，因此要安排充裕的調(diào)試時(shí)間。
5.2.4選擇現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)支撐伙伴
盡管上現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)公布，但由于不同供貨商智能儀表參數(shù)組態(tài)描述可能有所不同，微小的差異將帶來總線通訊存在問題。在確定應(yīng)用總線標(biāo)準(zhǔn)以后，各種帶有總線接口的智能設(shè)備如變送器、分析儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、馬達(dá)控制器、斷路器、變頻器等必須進(jìn)行兼容性性能測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包括連接方式、設(shè)備組態(tài)、在線數(shù)據(jù)、設(shè)備管理等項(xiàng)目，提供諸如軟硬件版本、接口版本、系統(tǒng)版本、主站及總線通訊卡件型號(hào)版本、總線規(guī)約、gsd等重要信息，搭建試驗(yàn)臺(tái)實(shí)施總線電纜、總線電源、接線盒、終端器、中繼器、轉(zhuǎn)換適配器、總線連接部件等互連測(cè)試，盡可能模擬現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際構(gòu)成情況，并出具專題報(bào)告，以確保帶有總線接口的智能設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成和性能參數(shù)基本符合今后的實(shí)際使用情況，確保整個(gè)控制系統(tǒng)能達(dá)到良好的實(shí)用效果。因此必須選擇具備具有現(xiàn)場(chǎng)總線良好應(yīng)用業(yè)績的技術(shù)支撐合作方，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用。這一點(diǎn)實(shí)踐證明非常是必要的。另一方面，也為業(yè)主培訓(xùn)提供，負(fù)責(zé)解決現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)施過程中產(chǎn)生的技術(shù)問題。積極配合系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備供貨商，在電建公司及調(diào)試單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝、現(xiàn)場(chǎng)單體調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備通信調(diào)試過程中，向電建公司和調(diào)試單位提供技術(shù)咨詢和。
六、總結(jié)
建設(shè)數(shù)字化電廠必須解決現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備級(jí)數(shù)字化,目前只有fcs能夠完成現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備級(jí)的數(shù)字化。fcs的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備能將大量現(xiàn)場(chǎng)信息送入通信網(wǎng)絡(luò),這是dcs、plc無法實(shí)現(xiàn)的。fcs雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制技術(shù),是建設(shè)數(shù)字化電廠的基礎(chǔ)條件。