淺析現場總線技術與水電自動化

譚先坤

摘要：隨著社會經濟的發展和科技的進步，現場總線技術得到了較快的發展，并且不斷成熟。現場總線技術開始主要應用在石油、化工行業，然而由于現場總線技術擁有獨特的特點，可以實現設備以及各設備之間的智能化，解決了封閉式系統存在的一些缺陷。目前，我國的水電自動化還處在傳統的DCS系統為主的階段，在運行過程中還存在著一些問題，現場總線技術的應用，能夠把監控系統打造成真正的開放式系統，促使水電自動化水平更上一層樓。本文將對現場總線技術進行分析，探討現場總線技術在水電自動化中的應用。

關鍵詞：現場總線技術；水電自動化；應用分析

水電自動化是指水電站的一些機械設備按照預先設置好的程序自動進行操作和運行，當前，我國的水電自動化水平還主要處在DCS系統階段水平。這種自動化水平裝置主要是采用了封閉式系統，在運行過程中還存在著一定的缺陷。現場總線技術伴隨著計算機技術的發展而產生，經過半個多世紀的發展，技術不斷成熟。現場總線技術具有一系列的優勢，相比傳統的自動化技術，它具有精度高、可靠性高、性能好的優點。在實際的案例中，三峽水電自動化技術就是充分應用了現場總線技術，現場總線技術在水電廠的應用，很大程度上解決水電站存在的問題，使水電監控系統的技術水平更高。

1.現場總線技術

1.1.現場總線

現場總線實現了低層通訊網絡和自動化系統中控制系統的結合，目的是為了解決了現場被控裝置和設備的通訊問題以及計算機監控系統的通訊問題，進一步實現通訊的數字化和儀表的智能化，最后形成一個真正的、完全的開放系統。它具有以下幾個特點：

1.1.1.通訊方式方面：

現場總線一般采用的是雙向串行的通訊方式，通訊的接口一般是RS-485，這種接口可以實現一對一、一對多或者多對多的結構，傳送過程中可以充分適應多種介質的傳送，一般具有距離傳送遠、信號精確度高、較強的抗干擾能力等特點。

1.1.2.與局域網的通信：

現場總線能夠傳送較少的數據報文，這種形式適合與局域網的通信，為實現通信架設了很好的通道。

1.1.3.開放性以及互操作性：

現場總線按照ISO指定的系統協議制定自己的通信協議，這種協議具有很好的相互操作性，在任何網絡上都可以互聯使用，真正實現了自由通信。

1.1.4.較強的智能化功能

現場總線不僅可以采集數據，還可以進行介質訪問、冗余校驗CRC等，具有很強的智能能力。

1.2.現場總線的種類

CAN總線目前是國際市場上唯一的國際標準的現場總線，分為三層結構，主要是由物理層、應用層和鏈路層組成，傳輸介質主要是光纖和雙絞線，傳輸過程中抗干擾能力非常強，一旦某個節點出現錯誤，該現場總線能夠自動關閉，切斷和主線的聯系。

LON總線屬于局部系統，傳輸介質種類較多，通信速率較快，網絡節點較多，總線的結構也比較多樣，能夠實現自由組成和總線的互聯。

2.現場總線在水電自動化中的應用

2.1.采用CAN總線技術系統

從技術上來說，水電站自動化要實現的最高目標是少人值班或者是無人值班。為了實現這個目標，水電自動化的操作系統就需要綜合采用通信技術、計算機技術、現場總線技術等一些列的先進科技。通過采用CAN總線技術系統，精簡了系統，改變了比較陳舊的監控連接方式，使整個系統層次更加清晰，并且各個系統相互獨立，防止了數據的丟失；在很大程度上提高了系統的可靠性和穩定性。

2.2.配備專業型人才進行管理

水電自動化技術的更新，自然需要專業的人才進行管理。隨著水電自動化技術的不斷更新，自動化水平越來越高，人工控制逐漸被自動控制所取代。對于水電自動化管理要求也相應的提高，因此，需要一支專業性的隊伍進行管理。企業在選拔專業性人才的時候，應當對他們進行培訓和考核，只有通過考核的人員，才有資格成為水電自動化管理的一員。作為水電自動化管理的一員，要做好以下幾個方面的工作。

2.2.1.所有的管理人員對自動化設備的原理、功能以及使用要求等充分了解，掌握它們的具體操作，一旦系統出現問題，工作人員能夠快速做出反應，及時進行判斷，并要在第一時間采取措施。

2.2.2.工作人員對現場總線中的PLC，要準確掌握開入量和開出量的指示，監控好PLC的狀態顯示，這樣就能在故障出現的時候，準確定位故障。工作人員還應當對自動化設備進行定期檢查和清洗，以防止設備出現問題，一旦出現問題，要及時進行處理，必要的時候要進行更換。

2.2.3.工作人員還要熟悉掌握和了解后臺的監控儀器，一旦發現問題發生時，工作人員要迅速作出反應。

3.現場總線技術與水電自動化結合的前景

3.1.成本與效益實現有機統一

隨著科技的快速發展，企業的技術成本不斷加大。在水電自動化技術中引入現場總線技術，能夠有效降低企業的運營成本，提高企業的自動化管理水平，給企業帶來較大的效益。

3.2.現場總線技術的應用要因地制宜

目前，在國內市場，現場總線技術的應用還不是很普遍。企業要想引入這項技術，就必須充分了解現場總線技術的發展趨勢，根據自身的發展特點和發展條件，可以適當對現場總線技術進行一些改進，在改進技術的同時，保護好自身的資源。

結語：

現場總線技術與水電站的工作相結合，現場總線技術在水電廠的應用，很大程度上解決水電站存在的問題，使水電監控系統的技術水平更高。系統的運行結構模式變得更加的簡單、方便，層次變得更加清晰，在很大程度上降低了故障的發生率，減少了相應的技術成本，對水電站穩定、安全、長期運行提供了保障。但是，在水電站的技術更新過程中，一定要量體裁衣，結合企業的實際情況進行操作，不能照搬照用，不加區分，造成企業資源浪費。

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