論現場總線控制系統(tǒng)在電廠輔控系統(tǒng)聯(lián)網中的應用

康曉春

摘 要：隨著我國經濟發(fā)展水平的不斷提高，電力行業(yè)得到顯著發(fā)展，電網建設取得了顯著成就，文章將基于現場總線的輔控系統(tǒng)特征分析總線相關硬件產品，進而實現綜合監(jiān)控與管理效果，文章使用以太網協(xié)議轉換，將網絡系統(tǒng)連接到以太網上，進而實現管控一體化。

關鍵詞：現場總線；控制系統(tǒng)；電廠輔控系統(tǒng)；聯(lián)網應用

當前，電廠輔控系統(tǒng)在分布上存在一定間距，并且能夠對不同邏輯進行控制，但缺少控制網網絡系統(tǒng)對其監(jiān)控，在監(jiān)控上造成了較大阻礙。隨著信息技術的進步與發(fā)展，工業(yè)數據通信與底層控制都對網絡功能提出了更高的要求?，F場總線是自動化領域中使用較為普遍的技術，傳統(tǒng)設備控制回路信號使用一對一連接方式，而現場總線控制系統(tǒng)網絡則能夠將通信信號串聯(lián)起來，進而提供多樣化的控制信息。

1 現場總線輔控系統(tǒng)特征與相關產品

1.1 輔控系統(tǒng)特點

成本低?，F場總線輔控系統(tǒng)初期階段的效益較高，并且在工程設計與安裝上費用非常低，具有長期的經濟效益，在網絡化設備維護與管理上成本低。為此，其長期的經濟效益非常顯著，投資成本回收快。

系統(tǒng)功能強大。設備信息可以通過網絡在數字通信下訪問。檢查設備狀態(tài)不能脫離工作站，要設定出新的程序對設備進行重新組成或者是診斷；在一條絞線網絡中，現場總線傳輸速度最快，能夠同時傳輸多個測量點，得到更多的測量值；診斷范圍較廣，操作人員只需要使用維護工具便能夠對現場儀表進行訪問。在故障診斷上更為精確、周密。

1.2 傳輸精度較高

現場總線能夠使用數字信號實現數據傳輸，并能克服DCS轉換，將數據輸入到A/D通道中轉換，并能夠對傳輸過程中產生的誤差進行判斷，進而使數據的傳送精度提高[1]。在PROFIBUS與FF中標準值都是采用的34浮點格進行存儲與處理與傳送的，但系統(tǒng)則始終保持并在6個精度值范圍內。這是因為浮點格式下的數值都代表著一個工程單位，不需要再對其進行轉換或者是定量，并能使組態(tài)工作情況簡化。

1.3 現場總線硬件

傳統(tǒng)形式的PLC中，系統(tǒng)硬件包含的系統(tǒng)軟件有PLC系統(tǒng)軟件、編程軟件、PLC硬件，在技術上封閉性較強，且在FCS中，工業(yè)PC平臺上使用的FCS情況較多，系統(tǒng)軟件將不對控制器、L/O、現場硬件設備進行捆綁，能夠在工業(yè)PC+Windows/NT等硬件平臺上使用，以Profibus為例，可以使用STEP6編程軟件組態(tài)軟件運營[2]。

2 現場總線技術在電廠輔控系統(tǒng)中的應用

2.1 電廠輔控系統(tǒng)情況

電廠輔控系統(tǒng)中包含水、煤、灰等系統(tǒng)，即使這些系統(tǒng)在距離上相距較遠，但在邏輯控制上相互保護聯(lián)鎖。為此，通常情況下，下位機能夠對PLC單獨控制，并且在不同系統(tǒng)中采用的PLC控制效果也不同。上位機則能夠對PC機進行控制，在上位機房中可以直接建立發(fā)電廠，并在其中設置一個上位機，對這些系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。但是，上位機房就地控制室與集控室相距較遠，監(jiān)控上增加了難度[3]。電廠為了使管理更加方便，會再建一個輔控系統(tǒng)監(jiān)控網絡，將不同的輔控系統(tǒng)連接起來。具體見下圖1所示，這種連接方式即使規(guī)劃簡易，但成本較高。

企業(yè)為了使投資成本得到控制，在市場競爭中獲得優(yōu)勢，會在生產、管理、市場營銷環(huán)節(jié)上組成一個統(tǒng)一的網絡系統(tǒng)，進而定制出一個功能層次分明的策略，最終實現一體化管理目標，實現綜合自動化控制。現場總線控制系統(tǒng)技術上發(fā)展較快，但是輔控系統(tǒng)并不是一個連續(xù)過程，一旦某個設備節(jié)點出現問題，將對整個主機網絡運行造成阻礙。為此，采用現場總線控制系統(tǒng)與主機系統(tǒng)相連則能夠為系統(tǒng)開發(fā)創(chuàng)造依據。

2.2 現場總線具體應用

隨著電力系統(tǒng)的不斷完善與健全，電力建設已經邁向了新時期，電廠在建設與規(guī)劃上也將越來越完善。一旦電廠輔控中應用了現場總線控制技術，將能夠使系統(tǒng)監(jiān)控與輔控組合到一起，這樣將使管理與維護更為方便，進而構建出一個系統(tǒng)化的網絡控制室，使成本得到控制。據有關工程實踐顯示，使用這種總線控制方式能夠使安裝成本節(jié)省到50%左右。

當前，控制網絡與上層網絡使用的連接方式有：使用專用網關對通信協(xié)議進行轉換，將總線網絡連接到DCS以太網上；將現場總線的網卡與以太網設置到PCI插孔中，實現對PC機內數據的轉換。接入Web服務器，直接將其裝置在PC機內完成數據轉換，使用Web專用的服務器與數據瀏覽器對信息進行動態(tài)交互。最后一種方式的使用前提是必須將控制設備嵌入到Web服務器中，這樣能夠實現其與互聯(lián)網的連接，與外界信息溝通上將更為順暢。

3 結束語

在電廠輔控系統(tǒng)聯(lián)網中應用現場總線控制網絡能夠避免出現信息孤島狀況，實現數據的集中監(jiān)控與傳送，為信息系統(tǒng)溝通提供了依據。并且現場總線控制系統(tǒng)具有通信、分散、互動效果，對現場總線控制系統(tǒng)建設有重要意義。

參考文獻

[1]李叢紅.大型火電廠輔助車間全廠聯(lián)網控制在蘭溪發(fā)電廠的應用[A].全國火電大機組（600MW級）競賽第十二屆年會論文集[C].2011：164-168.

[2]白德龍.新建火力發(fā)電廠中輔助生產系統(tǒng)集中監(jiān)控網絡的建設與應用[A].2008電站熱工控制研討會暨自動化信息化技術交流年會論文集[C].2010：248-253.

[3]李建東，張秀原，任繼東，等.張家口發(fā)電廠8×300MW機組實現全廠輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控建設成果應用研究[A].全國火電大機組（300MW級）競賽第三十八屆年會論文集[C].2010：484-491.