現場總線在電廠中應用應注意的問題
隨著人類社會文明的不斷進步,生產技術迅猛發展,尤其計算機技術和通信技術的飛速前進,使我國工業生產的自動化程度不斷完善,節約了生產成本、解放了生產力,生產效率也得到提高。尤其隨著我國電力的緊缺,全國各地電力項目的啟動,使各生產DCS系統的生產企業有了廣闊的市場。
雖然電力項目增多,但是人們對DCS系統的要求卻更高了。人們不在是單純的要求增加控制功能這樣簡單的問題,而是要求增強DCS系統可靠性和穩定性,減少運行人員的操作量,減少檢修人員的工作量,提高DCS自動化水平,對過程控制響應快,減少通信部分的故障。
當前新建電廠的主要特點就是要求控制系統自動化程度高,維護和運行人員少,機組能夠長周期穩定運行,而能夠實現這些主要還是依賴使用的控制系統可靠性、穩定性和具有的強大控制功能。
DCS控制系統的意義在于“分散控制,集中管理”。過程控制分散好處就在于把危險分散,由于過程控制器完成的功能不同,承擔的任務不同,所以當一個控制器出現問題,不會影響其他控制器穩定運行,同時集中管理是把分散的部分集中管理,協調分散的控制器能夠共同完成一項控制任務。以往的控制系統確實也體現了這種意義。各DCS生產廠家在生產實踐中不斷的總結經驗,對控制系統不斷的改進,使DCS系統日趨完善。現有DCS系統雖然成熟,但各生產廠家生產DCS系統時都使用自己的專利技術,并嚴格保密自己的技術,如果需要與不同的系統通信只有借助網關等設備完成。
借助網關通信對管理系統和日常生活使用的網絡十分適合,但是用于工業控制就存在很多問題,在我們七臺河電廠的一期兩臺機組控制系統DCS部分是美國Honeywell公司的TDC3000系統而汽輪機主機部分的控制系統是GE公司的MARKV控制系統,由于兩種控制系統的網絡構成、網絡協議的不同所以在通信方面存在問題,基于上述原因兩個系統的聯絡都是依靠信號線硬線連接,這樣雖然可靠性增加,但是卻增加了系統的負荷率,違反了DCS系統的運行規范。所以尋求消除這種矛盾的途徑就是采用使用了現場總線技術的控制系統。
二、 現場總線的特點及優點
現場總線是生產過程區域現場設備/儀表和控制室系統之間的一種串行、數字式的雙向通信的數據總線,是一門新興的技術,同時也是控制系統今后主要的發展方向。這種新興的技術在不久后就會全面應用于工業生產中。這種技術不只是新穎,而且設計思想對生產自動化程度以及生產效率的提高都有益處。
現場總線技術所具有的特點:
1、有較強的開放性。
現場總線極大程度的開放了控制系統,通信協議一致開放,使用戶在選擇控制系統時不必過多考慮技術壟斷和設備壟斷的問題存在,各個廠家只要遵從標準,就完全可以實現不同廠家的設備之間實現信息互換。
2、現場總線具有互操作性和互用性。
互操作性在互聯的設備之間,系統之間的信息的傳遞與溝通,相互之間設備雖然來自不同廠家但是由于協議相同,可互相完成相同的工作。
互用性不同廠家的設備如果有著相似的功能就可以相互替代,這樣在設備損壞的情況下,可以使用不同廠家的設備,提高現場缺陷的消除。
3、控制系統的精性高。
由于現場總線采用的是數字化通信的方式,所以不需要像DCS那樣進行A/D和D/A轉換,沒有了D/A和A/D轉換傳輸的數據精度就提高了,通信的速度也提高了,從而系統運行可靠性得到改善。
4、現場總線的使控制系統的就地控制分散性加強。
現場總線所連接現場設備都是高度智能化的設備,在這樣的設備當中都設計了自己的控制回路,完全獨立完成對現場工況的閉環控制,減少由于控制站故障的原因而引起的機組停運設備損壞的事故發生。
現場總線的優點:
1、減少由于設備信號制不統一而出現的檢修煩瑣問題。
我們現有的很多DCS系統使用的信號并不是統一的標準,模擬量信號包括有4-20Ma、0-5V的不同的電流、電壓信號給檢修工作帶來極大的不方便。而采用現場總線控制系統完全沒有這種不便利的因素存在,在數據線上以相同的形式傳送數據,增強了數據的可信度。
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