火电厂现场总线控制问题及解决

一、现场总线特点及其应用现状

　　目前支持现场总线协议的DCS有西门子公司的T-3000DCS、美国艾默生公司的Ovation DCS、美国ABB公司的800XA DCS、西安热工研究院有限公司研发的FCS165 DCS等。除FCS165 DCS外，其它DCS对现场总线协议的支持均需增加现场总线通讯卡进行数据通讯，这种方案是传统DCS的功能扩展，符合目前现场总线协议应用状况，即在机组控制中不是所有控制系统和设备都采用现场总线技术，部分系统和设备保留传统仪表和非智能设备。

　　应用在火电厂的现场总线协议有Profibus和FF2种，在2种协议中以Profibus协议构建的控制网络为主，FF协议只在山东邹县电厂和华能海门电厂中为数不多的设备上应用。应用现场总线构建的控制网络开始在电厂辅助车间控制系统应用，现已逐步应用于机组控制系统，并且应用的范围越来越广，从早期的数据采集系统(DAS)、顺序控制系统(SCS)到现在的锅炉安全监控系统(FSSS)、模拟量控制系统(MCS)均采用现场总线技术。

　　二、应用中存在的问题及对策

　　2.1 总线类型的选择

　　(1)确定采用现场总线的应用范围、总线设备和仪表所占的比例、I/O中控制与安全区域的比例。

　　(2)从功能上考虑基本的I/O信息、总线供电、总线设备，其中包括设备的总线协议、同一总线上不同生产厂家制造的智能设备、总线通讯电缆长度、冗余和诊断功能。如果设备处在危险区域，应考虑采用具有本安特性的总线。

　　(3)为了保证机组的安全运行，事件顺序记录 (SOE)功能、FSSS、汽轮机紧急跳闸系统(ETS)、数字式电液控制系统(DEH)、给水泵汽轮机电液控制系统 (MEH)以及其它快速控制系统等不易采用现场总线技术。

　　任何一种类型的现场总线都不能涵盖电厂所有的控制范围，不同类型的现场总线混合应用将是趋势。目前，现场总线技术应用还局限于传统DCS加现场总线通讯卡的方式，总线类型的选择受限于DCS的支持协议类型。

　　2.2 电缆的设计

　　因有关现场总线的设计分工不明确，造成了现场总线电缆不能完全符合设计规范，出现干扰和网段速度降低的问题。对此，应规范电缆的设计。不同速率的现场总线网段最大长度如表1所示(长度可采用中继器来延长)。

　　电缆分类为：

　　(l)第一类 现场总线和局域网电缆(例如：Profi-bus、 AS一i、Ethernet等)，用于数字式数据传输的屏蔽电缆(例如打印机、RS232等电缆)，屏蔽的低电压(≤25V)模拟和数字信号电缆，低电压(≤60V)供电电缆，同轴信号电缆。

　　(2)第二类 直流电源(≤60V，≤400V)供电电缆，交流电源(>25V，≤40OV)供电电缆。

　　(3)第三类 交、直流电源(>400V)供电电缆，电话线电缆。

　　(4)第四类具有雷击危险的前三类电缆(例如连接在不同建筑物之间)。

　　布线原则为同一类型的电缆可以布置在一起，且同方向的电缆可布置在同一个电缆槽内。不同种类的电缆相互之间必须保持一定的距离，并且当它们相互交叉时必须正交交叉，不能有任何平行(即便是很短的距离)排列。不同类型电缆相互之间的最小距离如图1所示。