现场总线技术在电厂的应用思考

还必须意识到，现在许多的现场总线设备之间的连接已采用了接插件的方式，如果设计院还抱着只做DCS机柜外部端子排接线图的思维模式和工作态度，控制策略和逻辑图的工作以及将预制电缆和连接推到集成商的工作范围，那么当控制系统发展到绝大部分系统设备之间的连接采用预制电缆和接插件模式的时候，设计院自动化专业还有什么生存的手段？但如果我们今天迅速迈出一步，改变现今的设计思维，设计院还会面临新的机遇。笔者以为在现场总线控制系统的设计中，将来采用3D的网络布线设计技术是设计院的一个优势，也是一般的控制系统集成商难以替代的角色。
（６）大家忧虑的现场总线的冗余问题，如FFH1和Profibus-PA不支持冗余网络，不应制约现场总线技术的应用。我们在深入分析了电厂工艺流程的特性之后，应大胆在设计中采用现场总线技术。在工艺过程中双路热备或多路配置的设备和系统，即使总线短时间的中断也不会影响系统的安全运行，因为系统本身已采取了冗余设置，而且像输煤、化学水处理等系统，一般均设有中间的缓冲环节，如贮存水箱或煤斗等。因此，只要对现场总线网络合理规划，就像在DCSI/O分配时不能将互为备用或冗余的点集中在同一卡件的原则一样，现场总线的网络上挂结的现场设备也需避免同样的问题。在莱城发电厂使用3UF5SIMOCOD-DP时最初发生的问题就属于这一类，据资料介绍最初的设计将数台磨煤机、风机的A/B润滑油泵马达的智能控制器挂结在同一根总线上，且采用的是雏菊链的连接方式。像这样的设计，即使采用冗余网络，也不能解决设备检修和可靠性的问题。这更有力地说明了设计院在使用现场总线时网络设计规划的重要性，以及设计人员必须熟悉工艺系统和运行方式的必要性。
（７）电厂现场总线的选择。
前面已经讲述了不可能采用一种总线解决所有的工业控制和过程控制。电厂辅助系统如煤、灰、水系统本质上属工业自动化的范畴，在这些领域如石化行业和制造业采用现场总线技术的控制系统均具有成熟的经验。且PLC在这些场合依旧发挥主要作用，因此选用支持Profibus-DP、ControlNet等总线标准的产品均是合适的选项。笔者以为在输煤出灰系统应用现场总线技术最能体现其优势。
在主厂房热力系统的控制中，FF当是最佳的选项，单回路控制分散到现场，就如早期的基地式调节器回路，但在性能方面已不可同日而言。但FF同Profibus相比，不足之处在于产品系列不全，给构建完整统一的总线网络造成困难。据最新的现场总线技术资料显示，目前已有一些智能设备和控制系统的供应商已开发了支持多种现场总线标准的产品，这给现场级总线设备的选用带来了方便。且支持现场多种总线标准的通讯模件也已问世，这样可通过通讯接口模件将不同标准的现场级设备集成到一个DCS或PLC控制系统中。当然，主厂房内Profibus、WorldFIP也是较好的选项。德国尼德豪申电厂是迄今现场设备采用Profibus范围最广的一个实例，西门子公司将其作为推广现场总线控制系统的示范电厂，国内许多建设单位和设计院在参观回国后均将此电厂作为应用现场总线技术的参考；华能珞璜电厂二期工程除现场设备采用常规仪表和装置外，整个控制系统均遵循WorldFIP总线协议。
需要说明的是，在现场总线控制系统中，支持现场总线协议的远程I/O的应用依然是一个十分现实和具有吸引力的设计方案。而我们在传统DCS的设计中，远程I/O还远未发挥它应有的作用，不能不说是一个遗憾。
（８）对控制电厂SIS投资的一些不成熟的看法。工程建设不同于科研，最本质的差异就是工程要讲求投资效益比。笔者以为目前我国电力建设中，SIS的投资过于庞大，而其效益至今并未如设想的那样发挥出来。据了解SIS所设想的一些先进优化控制、设备维护、寿命管理等功能模块基本无验收规定、也无考核标准，可以说仍处于探索阶段。一些项目的优化控制功能已不列入SIS的范畴，或通过TCP/IP采用单独的PC机接入控制系统。而在SIS系统的配置和规划上，从交换机、服务器、网络及接口机等几乎保留了全部实时控制所要求的设置。一些通用的软件和设备与MIS还存在重复配置的情况。须知IT产品升级换代的周期愈来愈短，如果在今天化大笔资金建设的网络系统，如果设想的软件功能不能迅速发挥效益，几年之后硬件设备就有可能过时或性能下降，那将造成极大的浪费。在前面笔者已经指出，现场设备级不实现数字化、网络化，对于SIS设想的设备和系统的预测性维护和状态检修、设备管理功能是“无源之水”。在采用了现场总线之后，部分设备管理功能完全可以在控制系统自身内部实现，当然管理信息也可以传递到管理信息层。因此，在SIS未参与实时和优化先进控制方式下以及与机组控制系统未实施双向通讯的情况下，目前SIS系统中心交换机和网络、服务器等采用的冗余配置均可以简化，甚至可以在充分考虑和设置了网络安全系统后和MIS合网，这样只需在MIS设置实时数据库，即可达到管理层对过程数据的采集、处理和监视的目的。从SIS部分节省下来的投资可以投入现场级智能设备的购置和网络建设。
6．结论
合理规划电厂的自动化和信息化架构，降低工程造价、提高电厂自动化和信息管理水平，以实事求是和积极的科学态度应对新技术带来的机遇与挑战应该是从事电厂自动化设计人员需具备的良好职业素质和技术素养。现场总线技术已基本成熟，应抓住当前大好的电力建设机遇，认真学习、努力掌握现场总线技术、积极稳妥地解决工程应用中存在的问题，投资方、建设方以及设计院均要转变观念，同设备供应商一道推动现场总线技术在电厂的应用，享受新技术革命带来的效益和成果。
作者简历：
赵瑞阳（1964-），男，PMP，江苏江都人，高级工程师，华东电力设计院自动化处副处长,长期从事电厂热工自动化设计。
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10．邹金昌对厂级监控信息系统的几点看法电力勘测设计2004年