關于火電廠現場總線調試方法及問題處理的研究

劉洋+陳哲盼

摘要：現場總線技術是火電廠自動化控制系統的核心技術，關系到整個通信網絡的信息傳輸效率和質量。盡管現場總線技術在我國電力事業的發展中已經經歷了很多次變革，但是至今尚未形成標準的現場總線調試方法，致使出現很多不可預見的故障。這些故障的出現會嚴重影響到火電廠自動化控制系統的穩定性和安全性。鑒于此，本文對火電廠現場總線調試方法和問題處理的探究對于創新和完善現場總線技術具有重要的現實意義。

關鍵詞：火電廠；現場總線；調試方法；問題處理

前言：

由于缺少規范的現場總線調試方法，總線控制系統中常常發生鏈路的通信故障，造成傳輸信號的不穩定，進而影響到系統的正常運行。其次，電力自動化控制系統往往采用集散式的系統模式。因此，現場總線控制技術的質量將關系到系統的集中管理效果。基于現場總線技術對火電廠運行的重要性，本文對現場總線調試方法即問題處理的研究是十分必要的[1]。

一、火電廠現場總線調試方法

調試現場總線的目的是為了規避風險，降低通信故障發生的概率。一般情況下，現場總線調試過程可以分為調試前準備和調試兩個環節。首先，在調試之前要深入了解現場總線通信系統圖，對各個通信模塊的功能進行分析，并掌握火電廠現場總線技術實施的標準和具體的鏈路通信特點。現場總線是一個整體的鏈路系統，不同鏈路分支上分布著不同的總線設備。在調試現場總線之前，要對各種總線設備的型號、出廠編號、品牌和版本號等內容進行一一核查，確保調試過程有充足的依據。其次，在準備工作完成以后，將進入現場總線的調試過程，具體步驟如下：

1.通信電纜及總線接入的就地設備類型核查。檢查重點內容包括通信電纜的接入方式是否正確，即紅負，綠正接入；強電電纜與通信電纜在總線系統中是否被分開；各總線接入的就地設備是否正確，一般情況下閥門和電氣開關是DP總線的就地設備，而變送器和定位器是FF總線和PA總線的就地設備；在總線接入就地設備時分為直接接入和間接接入，直接接入就地設備的DP總線上分布的設備數量較多，是重點的檢查對象，檢查時重點核查設備接入種類與設計內容是否一致[2]。

2.檢查總線鏈路整體性能是否良好，具體的檢查內容如下：A.通過檢查鏈路設備的接線狀態，判斷總線鏈路中是否存在斷點問題；B.判斷總線鏈路的設計類型，并檢查冗余鏈路下是否存在通信電纜交叉接入問題；C.DP總線下，檢查就地設備的接線回路狀態，查看設備是否形成串接關系；A總線下，檢查多個PA接線盒的連接回路狀態；FF總線下，檢查2個FF接線盒的接線回路狀態；D.針對PA總線和DP總線，核查DCS組態中設置的通信地址與就地總線設備的通信地址是否相同；E.檢查DP總線安裝的電阻是否是按照綠正、紅負的方式接入到鏈路終端，并檢測電阻的電壓是否正常。其它總線鏈路終端接入的電阻要正確置于ON位或OFF位，保證其工作的狀態符合鏈路設備運行要求。F.檢查各個總線鏈路上是否有效接入了通信電纜線的屏蔽線[3]。

3.總線通信狀態的檢測。檢查通信狀態的第一步：查看光電轉化器和耦合器上的指示燈顏色。如果顯示為橙色，則表示通信正常，如果是紅色，則預示通信故障。在第一步確認為正常的條件下，進行第二步的檢查：光電轉換器上有CH1和CH2兩種標識的指示燈，通信正常的標志是兩燈均顯示橙色，通信故障的標志是CH1或CH2指示燈顯示紅色，且說明通信故障發生于下層獲上層網絡中。

4.采用總線通信測試儀器檢測總線設備是否具備正常的通信功能，具體的檢測方式仍然以DCS組態中的地址為標準，如果總線通信測試儀器測試的地址與其相同，這說明通信正常，反之為異常狀態。

5.最后一步，確認設備參數是否與說明書一致，調試前準備工作為調試結束提供了參考依據。因此，務必要保證調試前準備期間所收集的數據參數足夠精確。以上便是現場總線的調試過程說明[4]。

二、現場總線調試故障的原因分析

通過分析調試過程可以發現，現場總線調試故障主要表現為通信故障。具體而言，通信故障可能會發生在總線鏈路、總線鏈路上的某一點或某一條總線鏈路的多個點上。導致總線鏈路發生通信故障問題的原因主要包括以下幾個方面：1.回路中存在斷點，致使通信中斷；2.DCS光電轉換器接收和發送光纖與就地總線柜光電裝換器光纖相反；3.通信電纜的正負極接入方式錯誤，且存在交叉接入現象；4總線鏈路接入了失效的終端電阻[5]。

線路某一點產生通信故障的原因包括：1.總線接入就地設備的地址不同于DCS組態里設定的地址；2.GSD文件版本不同；3.通信模塊功能發生問題，總線盒供電電壓異常等。當一條總線鏈路中存在多個信號不穩定時，可能是由于總線鏈路過長或總線鏈路中出現屏蔽故障。當然，如果在總線鏈路中存在一定的強電干擾，也會導致總線鏈路中多個信號不穩，進而引發通信故障。

結論：

綜上所述，現場總線系統是火電廠自動化控制系統的核心組成。為了保證系統通信的穩定性和可靠性，要按照一定的標準和步驟調試總線鏈路，檢測基于不同總線下的就地設備接入狀態和各總線鏈路的通信狀態。在調試完以后，要根據通信故障的產生原因，對線路或設備進行進一步的檢測和修復。

參考文獻：

[1]譚祥帥，陳坤，高奎.火電廠現場總線調試方法及問題處理[J]. 熱力發電，2016，45（05）：117-120.

[2]馬欣欣.現場總線技術在大型火電廠的應用[J].中國儀器儀表，2012，（02）：25-28.

[3]鄧慧，張明，吳永存，范立，張菊軍.大型火電廠現場總線網絡設計[J].中國電力，2009，42（03）：59-62.

[4]顏渝坪，崔逸群，王春利，曾衛東，丁偉，董芳，周斌，傅望安.火電廠現場總線控制系統的成功應用[J].中國電力，2007，（03）：56-60.

[5]顏渝坪.現場總線控制系統——火電廠現代化控制、管理和決策的基石[J].中國電力，2003，（03）：57-61.endprint