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现场总线控制系统在火力发电厂的应用 ［作者：唐之宁 郑贵林??发表时间：2007-12-20??阅读：31］ 一、前言????? 目前，现场总线技术已被广泛认识，并逐步应用于实际工程中。十多年来，在国内火力发电厂(以下简称火电厂)的热工自动化领域，DCS控制系统的成功应用已得到了普及。如何在现有控制水平的基础上，将现场总线技术应用于火电厂的热工自动化控制系统中，则需要对火电厂的多种因素进行综合分析，选择能充分发挥FCS优势的监控项目，采用FCS现场设备，以节省的布线方式、先进的数字化通信完成对生产过程的监视和控制功能。作者试图结合火电厂热工自动化技术的发展，提出将现场总线技术或FCS设备应用于建立全厂辅助公用系统监控网络、单位项目的监控以及设备状态检修系统的设计思路。二、现场总线控制系统(FCS)在火力发电厂的应用????? 如何在火电厂成功地应用现场总线技术，设计的合理性、优化性将是成功应用的关键。要买现成功的设计，就要明确现场总线技术在火电厂的应用功能和应用原则，进而在实际工程项目中，选择合理的应用范围。??? 1．FCS在火力发电厂的应用功能??? (1)FCS的技术特点和优势??? a)FCS的技术特点???? ?概括起来，FCS的技术特点主要表现在两个方面。其一是总线通信网络方面，FCS总线通信具有开放性，它可将满足已规定通信协议的不同厂商的产品进行通信互联，买现信息共享。FCS总线区别于其他网络的主要特点是，FCS总线应用于工业现场级，它的通信功能不仅仅是传递信息，而且承担了完成各种工业自动化任务。FCS总线的第二个特点是现场级设备智能化，设置不同的功能块软件，这些软件不仅具有测量、控制运算等自动控制基本功能，并且具有设备自诊断功能。FCS现场设备抗干扰能力强，满足本质安全防爆要求，并可通过传输线路为FCS现场设备提供电源。??? b)FCS的优势????? FCS的优势可以简化地概括为四个方面。第一，全开放式通信网络，由于FCS规约了网络的通信协议，对不同供货商的控制产品可实现通信互联，为实现现代电厂工厂级自动化系统提供了必要的条件。第二，提高了系统的准确性和可靠性，采用智能化的FCS现场级设备、数字通信方式，减少了信号传输误差。第三，节省了系统布线，采用通信技术，用一条电缆连接FCS现场设备，节约丁布线设备及安装。第四，实现了现场级设备的自动控制，现场级智能化设备不仅具有信号测量与隔离、信号整理及控制运算等功能，还具有设备自诊断及简单故障处理的维护功能，简化了系统，提高了自动化控制水平。??? (2)FCS在火电厂的应用功能?????? 结合FCS的技术特点和优势，可以将FCS在火电厂的应用功能，初步归纳为以下几个方面：??? a)增强了通信功能。采用FCS通信技术，实现火电厂中不同控制系统之间的通信互联。??? b)提高了现场级控制水平。控制对象相对独立，特别是对于在控制方式上具有共性的控制对象，采用FCS智能化现场设备，实现现场级自动控制。??? c)节省投资。较大量地节省布线及相关安装的投资费用。分散了控制功能，减少了集中控制的硬件设备和负担。??? d)提高了系统组态灵活性。当过程控制需要增加或减少现场设备时，不必修改现场的接线，只需增加或减少FCS现场设备和通信接口。??? e)提供了设备维护功能。FCS所具有的设备自诊断等维护功能，为设备的管理系统提供了设备的基础信息。??? 2.FCS在火力发电厂的设计原则??? 设计原则应该是在安全可靠的基础下，充分发挥FCS的功能优势，? 以达到提高控制水平的目的。??? (1)满足生产过程监控的要求??? 根据生产过程的监视和控制的要求，确定FCS控制方案。这种要求主要体现在对实时性的要求，特别是对待火电厂中复杂的调节或监控方案，更要进行充分的预设计，进而确定控制方案。??? (2)FCS的设备选择??? 根据已确定的控制方案和通信模式，包括通信速率、通信距离及通信协议，选择能满足控制要求和通信模式的FCS设备。根据设计方案中的供电方式，选择FCS设备的总线供电方式，或者外供电方式。根据FCS布置环境，确定是否采用本安防爆型FCS设备。此外还需重点强调的选择原则是，被选择的FCS设备必须是被授予过现场总线标志的产品，确保通信的一致性与开放性。??? (3)突出FCS的优势??? 采用FCS的设计方案应能充分体现出FCS的优势，使FCS的应用具有实际提高控制水平的意义。??? 3.FCS在火力发电厂的应用范围??? FCS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，乃是一种