现场总线技术在数字化电厂中的应用.docx

现场总线技术在数字化电厂中的应用范围及投资分析数字化电厂目的是为了实现 电厂的现代化运营和管理 ， 而电厂的现代化运营和管理是要以大量 的数据信息为基础的 ， 传统 的 DCS 系 统 是 模 拟 量 、开 关 量 、数字信号混合系统信号制 ，而 且 是 单 向 的 、一 对 一 的 ，无法满足实现数字化电厂的需求 。 现 场总线技术的发展有望解决这一难题 。目 前 ， 火电厂厂级和机组 （ 车 间 ） 级这二级已经实现数字化 （工 业 以 太 网 ），但 是 现 场 控制设备级绝大部分尚未实现数字化 ，这是目前数字化电厂建设中的一个瓶颈 。火电厂现场总线的 应用将更侧重于现场设备的数字化及由 此数字化而带来的种种益处 ， 而不在于纯粹意义上的 FCS 应用 。 智能现场设备是 FCS 的 硬 件 支 持 、双向数字通信 的 基 础 载 体 、设备状态信息的来源 ，是现场控制设备级实现数字化的基础 条 件 。 由于现场总线技术的出现 ，推动了现场智能设备和智能仪 表 的 发 展 ，促 进 了 传 统 DCS 系 统 和 PLC 系 统 的 融 合 ，并 推 动 了FCS （ 以现场设备为基础形成的网 络集成式全分布控制系统 )的 出 现 、发展和广泛应用 。1 适用于过程控制的现场总线控制系统 （FCS）现场总线的种类很多 ，适用于电厂过程控制 的 现 场 总 线(或 称之为主流产品)有 1）基 金 会 （FF）现 场 总 线 （有带控制功能的智能现场装置 ）2）Profibus 现 场 总 线 （尚未开发用于闭环控制的功能块 ）3）WorldFIP 现 场 总 线 （尚未开发相应的智能现场装置 ）目前火电厂较普遍应用的是基 金 会 现 场 总 线 （FF） 和Profibus 现 场 总 线 。2 现场总线应用分析 虽 然 FCS 系统现有的技术在大型火电机组 上 全 面 应 用 还 存 在 一 些 难 点 ，但 是 ，利 用 FCS 系统的现有技术 ，积 极 开 展 FCS系统在大型火电机组局部 控制领域的应用 ，不 仅 有 可 为 ，也 是 十分 重 要 的 。 通过工程实践可以让我们更深入的 认 知 和 掌 握 FCS系 统 技 术 ， 这种深入的认知对于进一步开发 、 研 究 FCS 系 统 用 于大型火电机组的难点是 十 分 重 要 的 ，也 是 必 须 的 。 另 一 方 面 ，只有通过工程应用实例才能使人们深入 了解和认识并且验证 FCS 的 优 越 性 。电厂控制系统一贯 以来都有对运行可靠性的 “特 殊 要 求 ”，对 新 技 术 、新装置既渴望又保守的矛盾态度 。 电 厂 系 统 具 有 ：I ／ O测 点 密 集 、现 场 装 置 密 集 、设 备 立 体 布 置 （厂域远小于石油 、化 工企 业 ）、控制功能和控制 策略复杂等特点 。 一些在安全系统中的 核 心 技 术 （如 冗 余 技 术 、三 重 化 技 术 、四 重 化 技 术 、高 度 自 诊 断 技术 等 ）已被证明对提高安全性是卓有成效的 。 现场总线采用冗余 技术将使系统变得异常复杂 ，同时使成本大幅度提高 ，这 有 悖 于开发现场总线的初衷 。 目前还未有任何一个 FCS 可 以 应 用 于 安全联锁及紧急停车系统 。 因 此 ，FCS 不能替代故障安全控制系统 应用在安全联锁及紧急停车系统中 。电厂控制系统还存在自动化监控系统复杂 （ 包 括 DAS、FSSS、MCS、SCS、DEH、ECS 等 六 大 系 统 ）； 机 炉 协 调 控 制 涉 及设 备 多 、信 息 量 大 、控 制 复 杂 ；汽 机 控 制 、SOE 要 求 ms 级 响 应 速 度等等一系列要考虑的问题 。基 于 以 上 原 因 ，只有在充分理解 FCS 的 机 理 ，与 DCS、PLC的差异以及运用中可能 存 在 的 难 题 ， 充分协调考虑安全性和经 济 性 的 原 则 下 ，才 能 将 现 场总线技术真正运用于工程实践 ，体 现 现场总线的优越性 。3 现场总线应用范围 现场总线在火电厂 的 应 用 范 围 ， 可以从构成全电厂的工厂 级自动化系统的整体来 综 合 考 虑 。 面对火电厂多项实时性要求 高 、 系统复杂的过程监视和控制任务 ， 采 取 DCS 与 FCS 共 存 ，发挥两者各自的优势 ，是 现阶段可选的方案 。 基 于 这 种 想 法 ，初 步 提 出 以 下 FCS 的 应 用 范 围 ：1）采 用 PLC 可编程控制器实现监控的全厂辅助公用系统 ，选用遵循现场总线通信协议的 PLC 可 编 程 控 制 器 ，对 火 电 厂 多 个辅助公用系统实现监控 ，通过现场总线通信技术 ，建 立 全 厂 辅助