《東方自動(dòng)化》，發(fā)表時(shí)間:2011-10-20

   摘要：本文通過(guò)對現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)作為一種全數字化、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(lái)建設數字化電廠(chǎng)、深化信息化技術(shù)中的應用，提出了在建設數字化電廠(chǎng)時(shí)應用現場(chǎng)總線(xiàn)的方案設想以及在工程實(shí)施中應注意的問(wèn)題和對策。

  一、數字化電廠(chǎng)及應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的必要性

  何為數字化電廠(chǎng)，這個(gè)問(wèn)題近幾年來(lái)在業(yè)界得到了廣泛的討論。隨著(zhù)計算機技術(shù)和通信技術(shù)在電力行業(yè)的廣泛應用，數字化已普遍應用于電力生產(chǎn)過(guò)程的決策層、管理層和監控層，數字化電廠(chǎng)也逐步成為現代化發(fā)電企業(yè)發(fā)展的方向，從目前對數字化電廠(chǎng)的認識來(lái)看，數字化電廠(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )結構可以劃分為三個(gè)層次,即直接控制層（包括數據采集）、管控一體化層、管理決策層，而將三個(gè)層次連接起來(lái)的就是數據庫和計算機網(wǎng)絡(luò )。

  管理決策層：MIS

   管控一體化層：SIS AMS智能設備管理系統

   現場(chǎng)控制層：DCS等

    目前SIS是一個(gè)準實(shí)時(shí)監控系統，SIS側重點(diǎn)是實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程管理和監控，對實(shí)時(shí)性要求高，SIS的實(shí)時(shí)性要求比MIS高，比DCS略低。對實(shí)時(shí)性要求之所以比DCS略低，其原因是SIS應用功能目前大多數是開(kāi)環(huán)的，如負荷分配功能，電廠(chǎng)負荷非直調方式－中調把全廠(chǎng)負荷發(fā)給電廠(chǎng)，電廠(chǎng)按優(yōu)化分配算法把負荷分配給每臺機組。如果SIS中的這一功能真正實(shí)現閉環(huán)，將取得明顯的經(jīng)濟效益。如SIS實(shí)施閉環(huán)，其對實(shí)時(shí)性的要求將與DCS相當。

    數字化電廠(chǎng)很重要的組成部分是上層SIS等應用軟件，SIS需要的實(shí)時(shí)信息取自于DCS和輔助車(chē)間監控系統等，由于DCS采用的是模擬量、開(kāi)關(guān)量，不具備將設備狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息上傳至控制器的功能，SIS也就無(wú)法獲得這些有用信息，這就是SIS進(jìn)一步提髙功效的瓶頸，也是建設真正意義上的數字化電廠(chǎng)的瓶頸。

    而FCS系統采用的是全數字、雙向通信現場(chǎng)總線(xiàn)信號制，完全解決了智能現場(chǎng)儀表與智能控制室儀表之間的連接問(wèn)題，解決了瓶頸，滿(mǎn)足SIS需求，也為現場(chǎng)控制設備級實(shí)現數字化、建設真正意義上的數字化電廠(chǎng)提供了基礎條件。要建設真正意義上的數字化電廠(chǎng)，必須解決現場(chǎng)控制設備級數字化，目前現場(chǎng)總線(xiàn)能完成這一使命。FCS是消滅火電廠(chǎng)“信息孤島”的最好武器：FCS的現場(chǎng)智能設備能將大量現場(chǎng)信息送上通信網(wǎng)絡(luò )，這是DCS、PLC無(wú)法實(shí)現的。

    二、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)介紹

   現場(chǎng)總線(xiàn)（field bus），按其國際電工委員會(huì )IEC61158的定義為：“安裝在制造或過(guò)程區域的現場(chǎng)裝置與控制室內的自動(dòng)控制裝置之間的數字式、串行、多點(diǎn)通信的數據總線(xiàn)稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)”；按歐洲標準EN50170的描述為“通用現場(chǎng)通信系統”。故可將以現場(chǎng)總線(xiàn)和現場(chǎng)智能裝置為基礎的、全數字控制的系統統稱(chēng)為FCS。而衡量一個(gè)控制系統是否為真正的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FCS有三個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，即：核心、基礎和本質(zhì)。FCS的核心是總線(xiàn)協(xié)議，只有遵循現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議的控制系統，才能稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統；FCS的基礎是數字智能現場(chǎng)儀表，它是FCS的硬件支撐；FCS的本質(zhì)是信息處理現場(chǎng)化，這是FCS的系統效能體現。

     目前主要有以下8種現場(chǎng)總線(xiàn)作為IEC61158現場(chǎng)總線(xiàn)的標準，即：FF H1、Control Net、PROFIBUS、INTERBUS、P-Net、World FIP、Swift Net和FF之高速Ethernet即HSE。以上8種國際標準總線(xiàn)中，P-Net和SwiftNet是用于有限領(lǐng)域的專(zhuān)用現場(chǎng)總線(xiàn)，考慮到所適用應用對象的指定要求，這兩種類(lèi)型總線(xiàn)的功能相對比較簡(jiǎn)單；contro1Net 、Profibus 、World FIP 和Interbus現場(chǎng)總線(xiàn)是由PLC為基礎的控制系統發(fā)展而來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)，從本質(zhì)上講它們以遠程I/O總線(xiàn)技術(shù)為基礎，通常不具備通過(guò)總線(xiàn)向現場(chǎng)裝置供電和本質(zhì)安全性能。如果進(jìn)一步劃分，Control Net只是監控級總線(xiàn)，Profibus和WorldFIP則包括兩個(gè)層次的總線(xiàn)；FF H1總線(xiàn)和HSE總線(xiàn)是由傳統DCS控制系統發(fā)展而來(lái)現場(chǎng)總線(xiàn)，充分考慮向現場(chǎng)儀表兩線(xiàn)制供電和本質(zhì)安全要求，功能較為復雜。

    目前用于火電廠(chǎng)過(guò)程控制的現場(chǎng)總線(xiàn)，在技術(shù)和市場(chǎng)占有率均較領(lǐng)先的有基金會(huì )（Foundation Fieldbus－FF）現場(chǎng)總線(xiàn)和PROFIBUS（Process Fieldbus）現場(chǎng)總線(xiàn)兩種。

   下面對FF和PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統分別進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

   2.1 FF現場(chǎng)總線(xiàn)系統 

  FF由低速H1總線(xiàn)和高速以太網(wǎng)H2（現在發(fā)展為HSE－High Speed Ethernet）總線(xiàn)組成。其傳輸介質(zhì)是雙絞線(xiàn)。H1總線(xiàn)主要用于生產(chǎn)現場(chǎng)，速率為31.25Kbps，兩線(xiàn)制信號傳輸并同時(shí)向現場(chǎng)設備供電，具備本質(zhì)安全特征（防爆場(chǎng)合）。H2總線(xiàn)主要面向過(guò)程控制級、遠程I/O和高速工廠(chǎng)自動(dòng)化的應用，采用100Mbps高速以太網(wǎng)協(xié)議（HSE）。

   2.2 PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)系統 

   PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)系統由傳輸技術(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（PROFIsafe、PROFIdrive等）、專(zhuān)用行規（如PA devices）組成。通訊技術(shù)協(xié)議PROFIBUS DP的發(fā)展從DPV0（循環(huán)數據交換）到DPV1（循環(huán)和非循環(huán)數據交換、報警與狀態(tài)信息處理），直至DPV2（運動(dòng)控制、交叉通訊、時(shí)間同步等）。正因為PROFIBUS 擁有統一的通信協(xié)議(PROFIBUS DP), 并在此基礎上發(fā)展了不同的通用應用行規和專(zhuān)用應用行規，使得PROFIBUS可以廣泛地應用工業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。以下對有關(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備級控制系統與分散式I/O的通訊技術(shù)。協(xié)議結構是以開(kāi)放式系統互聯(lián)標準（OSI — Open System Interconnection ）為參考模型，定義了第一、二層（物理層、數據鏈路層）和第七層（應用層）；傳輸技術(shù)采用RS-485雙絞線(xiàn)電纜和光纜，波特率從9.6kbps到12Mbps；支持單主或多主系統令牌傳輸方式，總線(xiàn)上最大站點(diǎn)數為126個(gè)。

   2) DP V1專(zhuān)為過(guò)程自動(dòng)化設計，通過(guò)DP/PA Link可實(shí)現儀器儀表、執行器到控制器的數字通訊連接。在協(xié)議上定義了第一、二、七層（物理層、數據鏈路層、應用層）。其中的應用層包含了現場(chǎng)總線(xiàn)的信息規范和通訊接口規范；數據傳輸技術(shù)采用MBP、MBP-IS等，通訊介質(zhì)采用雙絞線(xiàn)，傳輸率為31.25kbps，可實(shí)現總線(xiàn)供電，本質(zhì)安全規范，采用FISCO模型，每段最多32個(gè)站點(diǎn)。

   3) PROFIsafe：PROFIBUS技術(shù)的最新進(jìn)展之一，在PROFIBUS總線(xiàn)技術(shù)的基礎上，實(shí)現了安全通訊指標SIL3以上。 

   4) PROFINET實(shí)現了現場(chǎng)總線(xiàn)與以太網(wǎng)的最佳結合，不僅實(shí)現了對用戶(hù)先前投資的保護，而且還通過(guò)PROXY和OPC DA\DX同其它的總線(xiàn)相連以及對IT技術(shù)的集成，并可實(shí)現分布式自動(dòng)化和縱、橫向立體集成；此外，通過(guò)國際Internet網(wǎng)和Web網(wǎng)，也可對現場(chǎng)設備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)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 的標準產(chǎn)品超過(guò)2100多種，分別來(lái)自世界250多個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商。PROFIBUS在全球各行各業(yè)所占市場(chǎng)份額超過(guò)了20%，應用實(shí)例約100萬(wàn)個(gè)，據PROFIBUS國際組織宣布，基于PROFIBUS接口的設備節點(diǎn)應用在2003年底突破了1000萬(wàn)個(gè)。

   三、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在國內電廠(chǎng)的應用

   目前火電機組向高參數、大容量方向發(fā)展，一方面渴望采用新技術(shù)、新系統；另一方面由于機組本身的熱力特性和電力生產(chǎn)的特點(diǎn)所決定，對安全性和可靠性有特殊要求，因而對新技術(shù)、新系統的應用十分謹慎，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(guò)程中，為研究和應用FCS，一些科研院所積極進(jìn)行試驗和開(kāi)發(fā)。國電熱工研究院于1998年購進(jìn)一套FF現場(chǎng)總線(xiàn)系統(Delta V系統)，包括2臺監控計算機、5個(gè)H1I/O卡、10路H1總線(xiàn)、100多臺高精度智能變送器(壓力和溫度)。該套系統已在多個(gè)電廠(chǎng)的性能考核和運行調整中發(fā)揮作用，并積累了FCS的
配置和安裝經(jīng)驗。

   近幾年現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和設備正逐步應用到國內一些電廠(chǎng)的外圍輔助系統中。例如山東萊城電廠(chǎng)、江陰夏港電廠(chǎng)、華能玉環(huán)電廠(chǎng)、吉林九臺電廠(chǎng)、華能金陵電廠(chǎng)、國華寧海電廠(chǎng)等。下面就華能的幾個(gè)電廠(chǎng)做簡(jiǎn)單介紹：

   3.1 現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在華能玉環(huán)電廠(chǎng)的應用

   華能玉環(huán)電廠(chǎng)在鍋爐補給水控制系統、電廠(chǎng)化學(xué)凈水及廢水控制系統中采用了現場(chǎng)總線(xiàn)儀表設備，作為FCS在電廠(chǎng)中的應用嘗試，該控制系統包括了人機界面、控制站（西門(mén)子PCS7 417H）、Profibus-DP和PA通訊網(wǎng)絡(luò )、現場(chǎng)總線(xiàn)儀表和設備。DP支路連接儀表、電機控制保護單元（采用西門(mén)子SIMOCODE直接安裝在MCC柜內）、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(guò)加裝PA通訊模塊完成）、PH值、硅酸根、磷酸根測量?jì)x等儀表采用PROFIBUS PA總線(xiàn)，因此所有的現場(chǎng)儀表和執行器都將通過(guò)DP/PA耦合器連接到總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上。氣動(dòng)閥門(mén)定位器也采用PA總線(xiàn)，實(shí)現了氣動(dòng)閥控制，每個(gè)電磁閥箱配一套閥島，模塊驅動(dòng)電磁閥，模塊采集閥位反饋，通過(guò)DP與PLC通訊?？傸c(diǎn)數為502點(diǎn)，其中486點(diǎn)以現場(chǎng)總線(xiàn)方式接入（有個(gè)別分析儀表不能提供Profibus標準接口）。

   3.2 華能南京金陵電廠(chǎng)

   華能南京金陵電廠(chǎng)2×1000MW燃煤機組，主輔機采用現場(chǎng)總線(xiàn)系統，主機部分各類(lèi)現場(chǎng)總線(xiàn)儀表及監控設備約960臺左右，目前總線(xiàn)覆蓋率40％左右。主要保護和DEH、SOE，重要調節回路、6KV電機采用常規方式?？偩€(xiàn)標準選用PROFIBUS，水、煤、灰輔控全部采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。

  3.3 華能吉林九臺電廠(chǎng)

  華能吉林九臺電廠(chǎng)2×600MW燃煤機組，主輔機采用現場(chǎng)總線(xiàn)系統，主機部分各類(lèi)現場(chǎng)總線(xiàn)儀表及監控設備約380臺左右，目前總線(xiàn)覆蓋率30％左右。主要保護和DEH、SOE，重要調節回路、6KV電機采用常規方式?？偩€(xiàn)標準選用PROFIBUS，水、煤、灰輔控全部采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。

   四、現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統選型配置分析及應用規劃

  4.1 現場(chǎng)總線(xiàn)的選型配置方案

   從現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用經(jīng)驗來(lái)看，PROFIBUS總線(xiàn)技術(shù)在國內外電廠(chǎng)中有較多成功的應用，如德國的Niederaussem電廠(chǎng)、陜西楊凌熱電廠(chǎng)、山東龍口電廠(chǎng)、河北三河電廠(chǎng)、廣安電廠(chǎng)、山東萊城電廠(chǎng)、江蘇夏港電廠(chǎng)、寧海電廠(chǎng)、華能巢湖電廠(chǎng)、華能金陵電廠(chǎng)、華能九臺電廠(chǎng)等。

   眾所周知，目前國外幾大知名DCS系統基本上都能接受PROFIBUS和FF現場(chǎng)總線(xiàn)標準。如SIEMENS公司的T—3000系統能接受PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)標準，FOXBORO公司的I/A系統能接受PROFIBUS和FF現場(chǎng)總線(xiàn)標準，艾默生公司的OVATION系統能接受PROFIBUS和FF現場(chǎng)總線(xiàn)標準，ABB公司ABB symphony系統能接受PROFIBUS和FF現場(chǎng)總線(xiàn)標準。

   從國內行業(yè)內的實(shí)際投用業(yè)績(jì)及使用經(jīng)驗來(lái)看，也以PROFIBUS和FF兩種現場(chǎng)總線(xiàn)為多。工程實(shí)踐證明，PROFIBUS和FF現場(chǎng)總線(xiàn)標準能夠滿(mǎn)足電廠(chǎng)過(guò)程控制的應用要求。

   鑒于上述原因，從發(fā)展的角度，為謀取廣泛的國內外生產(chǎn)廠(chǎng)商硬軟件產(chǎn)品支持，充分的工程經(jīng)驗、業(yè)績(jì)驗證，避免系統重構的風(fēng)險，本工程推薦現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統采用符合市場(chǎng)應用主流的PROFIBUS、FF現場(chǎng)總線(xiàn)標準為宜。

   4.2 現場(chǎng)總線(xiàn)的應用層面

   火電廠(chǎng)機組控制功能從簡(jiǎn)單到復雜，分布很廣，有單回路、串級調節回路，也有多輸入多輸出的交叉耦合控制系統，還有可靠性要求很高的快速保護聯(lián)鎖邏輯。FF現場(chǎng)總線(xiàn)設備具有一定的控制和運算功能，能夠完成較單純的單回路或串級調節任務(wù)，但是對于存在多回路耦合的復雜控制，需要在不同網(wǎng)段間傳輸數據，就可能影響控制的實(shí)時(shí)性。如網(wǎng)段、設備分布設計不當，就可能影響到工藝系統及設備的安全運行。Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)的現場(chǎng)智能設備本身基本不具備控制功能。因此在大型火力發(fā)電廠(chǎng)燃煤機組主控系統中應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，目前基本還限于在現場(chǎng)設備層，基本不減少DCS控制器的配置，多數調節回路控制策略和設備控制邏輯仍按照工藝系統劃分在不同DCS控制器中集中處理，少數單回路調節任務(wù)下放到現場(chǎng)總線(xiàn)設備中（當DCS系統采用FF現場(chǎng)總線(xiàn)時(shí)）。

  目前，國內火電廠(chǎng)采用的主流DCS基本上都已提供了各自的現場(chǎng)總線(xiàn)解決方案。如西門(mén)子公司的T-3000支持PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)標準；艾默生公司的OVATION提供了FF和PROFIBUS－DP現場(chǎng)設備的接入；FOXBORO公司的I/A支持FF和PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)標準；ABB公司的Symphony系統能接受PROFIBUS和FF現場(chǎng)總線(xiàn)標準。這些著(zhù)名DCS品牌產(chǎn)品無(wú)一例外地均是在原有DCS的基礎上，提供對智能現場(chǎng)儀表和控制執行機構的現場(chǎng)總線(xiàn)支持?？梢赃@樣說(shuō)，火電廠(chǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)的應用將更側重于現場(chǎng)設備的數字化及由此帶來(lái)的種種益處，而不在于純粹意義上的FCS應用。通過(guò)華能巢湖電廠(chǎng)、華能金陵電廠(chǎng)實(shí)施現場(chǎng)總線(xiàn)設計的經(jīng)驗、了解其它電廠(chǎng)使用現場(chǎng)總線(xiàn)的方案以及與外方進(jìn)行的技術(shù)交流和調研，西門(mén)子、EMERSON、FOXBORO三家公司、控制系統在現場(chǎng)總線(xiàn)方面的技術(shù)實(shí)力較為突出。

   電廠(chǎng)輔助生產(chǎn)系統（水、煤、灰 ）的控制以開(kāi)關(guān)量程序控制為主，此外還存在少量的簡(jiǎn)單模擬量調節。而PLC具有邏輯處理功能強、環(huán)境適應性好、系統獨立性強、電廠(chǎng)輔助生產(chǎn)系統中有深厚應用基礎等特點(diǎn)。

  近幾年來(lái)，相對進(jìn)口PLC而言具有組態(tài)靈活方便、價(jià)格較低等優(yōu)勢的國產(chǎn)DCS在輔助車(chē)間的應用也已成熟，受到了電廠(chǎng)的信賴(lài)。如泰州2×1000MW機組輔助車(chē)間、大唐南京2×600MW機組輔助車(chē)間整套控制系統均采用國產(chǎn)DCS。
電廠(chǎng)大量使用的主流PLC品牌基本上都在現場(chǎng)設備層提供了現場(chǎng)總線(xiàn)接口。例如西門(mén)子公司的S7系列具有PROFIBUS總線(xiàn)接口；AB公司CONTROLGIX 產(chǎn)品提供了FF 和DEVICENET總線(xiàn)接口；GE的FAUNC產(chǎn)品提供了PROFIBUS總線(xiàn)接口；施耐德公司的MODICON QUANTUM產(chǎn)品也提供FF和PROFIBUS的總線(xiàn)接入。

   國產(chǎn)DCS現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用目前尚處于起步階段，國電智深、和利時(shí)、南京科遠等國產(chǎn)DCS生產(chǎn)商正積極開(kāi)發(fā)與推廣現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，覆蓋部分工藝系統的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統已具有成功的運行業(yè)績(jì)。

   追求全廠(chǎng)控制系統軟硬件設計一體化，是個(gè)難以抗拒的趨勢。因此在電廠(chǎng)輔助生產(chǎn)車(chē)間控制系統設備選型時(shí)，將進(jìn)行DCS與PLC的性能價(jià)格比選，最終確定電廠(chǎng)輔助生產(chǎn)車(chē)間控制系統是采用以PLC或DCS為基礎的現場(chǎng)總線(xiàn)。

  五、現場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)施中的問(wèn)題和建議

  5.1 存在的問(wèn)題

  5.1.1 現場(chǎng)總線(xiàn)系統遠程診斷優(yōu)勢的充分發(fā)揮

  以智能化現場(chǎng)儀表為基礎的現場(chǎng)總線(xiàn)系統與傳統系統相比其優(yōu)點(diǎn)不僅在監視控制方面，更多的在于維護簡(jiǎn)單、具有自動(dòng)診斷、校正等設備管理功能方面，而目前國內現場(chǎng)總線(xiàn)應用業(yè)績(jì)尚未普遍，發(fā)揮現場(chǎng)總線(xiàn)管理自動(dòng)化和遠程診斷功能從而降低運行維修成本的優(yōu)勢顯現不明顯。

  5.1.2 現場(chǎng)總線(xiàn)系統經(jīng)驗不足

  火電廠(chǎng)應用現場(chǎng)總線(xiàn)，在國內還是較新的課題，包含許多新的技術(shù)內容，無(wú)論在設計、采購供貨、安裝調試、運行維護方面都與常規系統有所不同，各方面的工程技術(shù)人員對現場(chǎng)總線(xiàn)的知識熟悉程度不夠，缺乏工程經(jīng)驗，增加了應用現場(chǎng)總線(xiàn)的難度。 

  5.1.3 現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品的選擇范圍有所限制

  現場(chǎng)總線(xiàn)是新的技術(shù)，其本身仍在發(fā)展過(guò)程中，目前智能現場(chǎng)設備的規范和品種相比常規儀表而言，尚缺少廣泛的國產(chǎn)現場(chǎng)總線(xiàn)設備的支撐，大多需要采用進(jìn)口設備，因而在設計系統時(shí)帶來(lái)了設備價(jià)格偏高的問(wèn)題。

  針對控制器而言，當主廠(chǎng)房、輔助車(chē)間控制系統選擇采用進(jìn)口DCS/PLC基本不存在技術(shù)上的問(wèn)題，但當考慮采用國產(chǎn)DCS實(shí)施現場(chǎng)總線(xiàn)方案時(shí)，選擇成熟的系統尚有些問(wèn)題。根據目前所了解的情況，北京和利時(shí)、國電智深、浙大中控、南京科遠等國產(chǎn)DCS生產(chǎn)商都在積極開(kāi)發(fā)、應用現場(chǎng)總線(xiàn)，有些系統已經(jīng)投入運行，但總體來(lái)看，均是用于輔助車(chē)間或局部工藝系統，火電廠(chǎng)機爐工藝系統成規模的應用上尚無(wú)案例。因此目前現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品無(wú)論現場(chǎng)設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的現場(chǎng)總線(xiàn)方案。

  5.2 對策和建議

  為了使工程設計達到預期的目標，工程建設各方應加強技術(shù)儲備和廣泛開(kāi)展多方位的技術(shù)交流。工程技術(shù)人員應努力學(xué)習現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的有關(guān)知識，加深對現場(chǎng)總線(xiàn)的理解，逐步形成現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)的工程應用能力。根據工程的經(jīng)驗，需采取必要的對策，提出如下建議：

   5.2.1 盡早確定應用的總線(xiàn)標準及應用范圍

  應從技術(shù)角度出發(fā)，根據工程的特點(diǎn)和需要，對各種現場(chǎng)總線(xiàn)系統的技術(shù)性能、市場(chǎng)占有率（包括國內、外）、產(chǎn)品配套程度、國內技術(shù)支持程度、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接口的難易程度等進(jìn)行綜合比較，從而選擇和確定現場(chǎng)總線(xiàn)標準。采用國際知名度高、信譽(yù)好、用戶(hù)多、配套廠(chǎng)商多、產(chǎn)品性能優(yōu)越的現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品，這類(lèi)產(chǎn)品將來(lái)成為行業(yè)性標準和國家、國際標準的可能性最大，從而可以保證使用者的投資具有長(cháng)期效益。

   按國內火電廠(chǎng)建設的慣例，尤其大型機組數量較多的熱控設備隨工藝設備配套供貨，因此也需要盡早確定應用的總線(xiàn)標準及應用范圍，統一對智能設備提出技術(shù)要求。

   5.2.2 工藝設備與控制系統及設備宜分島招標

  工藝設備制造商的關(guān)注重點(diǎn)在工藝設備的性能保證上，對控制設備的配套關(guān)注往往不夠。由于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在國內電廠(chǎng)應用的時(shí)間和范圍，使得工藝設備制造商的設計人員中對現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)接觸不多，對于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)了解較少。因此主廠(chǎng)房DCS、輔助車(chē)間控制系統選擇，必須采取工藝設備單獨分島招標、控制系統集中招標的形式予以實(shí)施，根據單元機組、輔助車(chē)間現場(chǎng)總線(xiàn)方案設計原則，結合工藝特點(diǎn)，統一規劃現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)要求，盡早安排，確?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統的質(zhì)量和建設工期滿(mǎn)足要求。對于必須隨工藝設備配套供貨的總線(xiàn)控制設備，要重視輔機招標中的工藝設備配供控制裝置現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)要求，督促輔機廠(chǎng)家嚴格按照選定的總線(xiàn)設備清單供貨，防止產(chǎn)生與設計技術(shù)要求不符的問(wèn)題。

  5.2.3 重視人員的技術(shù)培訓工作

  現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)包含許多新的內容，因此技術(shù)要求較高，必須要加強業(yè)主、設計單位、設備安裝、組態(tài)調試單位人員的培訓，培訓要深入貫穿全過(guò)程，業(yè)主在工程設計初始階段就要積極介入。為確保工程的有效、順利實(shí)施，在工程設計之前積極開(kāi)展與控制工程公司之間的有關(guān)方案設計、設備安裝、組態(tài)調試、管理維護方面的技術(shù)交流。通過(guò)技術(shù)交流，使控制工程公司預先了解本工程期望達到的目標，工程有關(guān)各方了解應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)要點(diǎn)和難點(diǎn)，以便在技術(shù)上做好充分的準備。

  由于現場(chǎng)總線(xiàn)系統在設計、安裝和調試上同傳統PLC系統有許多不同，要求我們從基建開(kāi)始就要探索一種全新的現場(chǎng)總線(xiàn)設備管理模式，適應現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在機組控制及輔助生產(chǎn)系統中的全面應用，要重視智能設備管理軟件在調試和運行中的應用，使得以預測性設備維護和設備管理為預期目標的目的能夠實(shí)現，做到操作人員和維護人員能夠及時(shí)獲取相關(guān)的信息，并進(jìn)行最合適的操作或者維護工作，從而避免災難性的設備故障，并且可以減少設備非故障停機，提高系統的可用率水平。

   現場(chǎng)總線(xiàn)設備系統的出廠(chǎng)驗收要比普通PLC出廠(chǎng)驗收時(shí)間長(cháng)，由于工廠(chǎng)測試中就要將每個(gè)智能設備的ID進(jìn)行設置，總線(xiàn)通訊要全部調試正常，因此要安排充裕的調試時(shí)間。

   5.2.4 選擇現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)支撐伙伴 

   盡管?chē)H上現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)標準已經(jīng)公布，但由于不同供貨商智能儀表參數組態(tài)描述可能有所不同，微小的差異將帶來(lái)總線(xiàn)通訊存在問(wèn)題。在確定應用總線(xiàn)標準以后，各種帶有總線(xiàn)接口的智能設備如變送器、分析儀表、執行機構、馬達控制器、斷路器、變頻器等必須進(jìn)行兼容性性能測試，測試內容包括連接方式、設備組態(tài)、在線(xiàn)數據、設備管理等項目，提供諸如軟硬件版本、接口版本、系統版本、主站及總線(xiàn)通訊卡件型號版本、總線(xiàn)規約、GSD等重要信息，搭建試驗臺實(shí)施總線(xiàn)電纜、總線(xiàn)電源、接線(xiàn)盒、終端器、中繼器、轉換適配器、總線(xiàn)連接部件等互連測試，盡可能模擬現場(chǎng)的實(shí)際構成情況，并出具專(zhuān)題報告，以確保帶有總線(xiàn)接口的智能設備系統構成和性能參數基本符合今后的實(shí)際使用情況，確保整個(gè)控制系統能達到良好的實(shí)用效果。因此必須選擇具備具有現場(chǎng)總線(xiàn)良好應用業(yè)績(jì)的技術(shù)支撐合作方，實(shí)施現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用。這一點(diǎn)實(shí)踐證明非常是必要的。另一方面，也為業(yè)主培訓提供技術(shù)支持，負責解決現場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)施過(guò)程中產(chǎn)生的技術(shù)問(wèn)題。積極配合系統及現場(chǎng)總線(xiàn)設備供貨商，在電建公司及調試單位進(jìn)行現場(chǎng)安裝、現場(chǎng)單體調試、現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )及設備通信調試過(guò)程中，向電建公司和調試單位提供技術(shù)咨詢(xún)和技術(shù)支持。

  六、總結

  建設數字化電廠(chǎng)必須解決現場(chǎng)控制設備級數字化,目前只有FCS 能夠完成現場(chǎng)控制設備級的數字化。FCS 的現場(chǎng)智能設備能將大量現場(chǎng)信息送入通信網(wǎng)絡(luò ),這是DCS、PLC 無(wú)法實(shí)現的。FCS 雙向數字通信現場(chǎng)總線(xiàn)信號制技術(shù),是建設數字化電廠(chǎng)的基礎條件。