現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在熱電廠中的應(yīng)用

李賀延

摘要：熱電廠中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以提高電廠建設(shè)質(zhì)量與效率，提高熱電廠的運(yùn)行質(zhì)量。通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，探討熱電廠中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的具體措施，發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，改善傳統(tǒng)技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)熱電廠的高效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：熱電廠;現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù);具體應(yīng)用

隨著熱電廠持續(xù)推進(jìn)信息化建設(shè)，以對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)展開(kāi)信息化管理，構(gòu)建完善的信息管理系統(tǒng)是勢(shì)在必行的。熱電廠生產(chǎn)過(guò)程管理控制的主要系統(tǒng)就是DCS控制系統(tǒng)，通過(guò)引入現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控與控制設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)預(yù)警設(shè)備故障問(wèn)題，能確保熱電廠生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。

1、熱電廠中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

熱電廠中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以改善傳統(tǒng)技術(shù)的不足，提高熱電廠控制設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量與效率，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為：

首先，應(yīng)用較為靈活。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有著極強(qiáng)的兼容性，可以用于市面上多種控制系統(tǒng);熱電廠DCS控制系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，演化為FCS控制系統(tǒng)，可以將控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置在設(shè)備就近位置，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以讓控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)信號(hào)雙向傳輸，這樣就能夠管理針對(duì)性管控各個(gè)節(jié)點(diǎn)并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，實(shí)現(xiàn)功能控制的基礎(chǔ)上，增加系統(tǒng)布設(shè)的靈活性。

其次，熱電廠范圍內(nèi)，通過(guò)靈活布設(shè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)形成控制系統(tǒng)，可以監(jiān)督與控制處于不同位置的設(shè)備，并且大量減少電纜、電纜橋架、敷設(shè)空間及安裝工作量，細(xì)化復(fù)雜的控制系統(tǒng)，降低主機(jī)控制壓力;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以延長(zhǎng)主機(jī)使用壽命，提高整體控制效率;同時(shí)，設(shè)備采購(gòu)也更為靈活，實(shí)際中多選擇多種信息傳輸方式以滿足熱電廠的生產(chǎn)需求。

最后，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)能實(shí)現(xiàn)多種智能化功能，能夠增加現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的信息處理和控制能力，而且具有豐富的狀態(tài)、診斷和參數(shù)等信息;可組態(tài)設(shè)備通過(guò)實(shí)時(shí)狀態(tài)和報(bào)警診斷，快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障位置、原因，節(jié)省人力成本和提高系統(tǒng)可用性;采用設(shè)備只能管理軟件，記錄設(shè)備的歷史運(yùn)行情況和診斷信息，對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行預(yù)判，降低故障發(fā)生的概率。

2、熱電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

熱電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)時(shí)，存在一些普遍性問(wèn)題，現(xiàn)將這些問(wèn)題整理歸納如下：

2.1 采購(gòu)成本較高

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用時(shí)需要用到各類(lèi)型總線設(shè)備、智能儀表等，這些設(shè)備、儀表采購(gòu)成本較高，而且熱電廠需要采取高精度的儀器，國(guó)內(nèi)此類(lèi)型儀器生產(chǎn)廠家較少，若采用進(jìn)口產(chǎn)品或品牌，會(huì)直接造成熱電廠生產(chǎn)成本增加。受到價(jià)格影響，部分熱電廠會(huì)選擇采購(gòu)低價(jià)設(shè)備，限制現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在的發(fā)揮，不利于提高熱電廠設(shè)備控制質(zhì)量。

2.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較多

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)種類(lèi)較多，如Profibus、HART、FF H1現(xiàn)場(chǎng)總線等，不同總線需要選擇不同智能儀表，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。實(shí)際中大部分智能儀表不兼容傳統(tǒng)硬接線控制方式，僅有極少可選擇的模塊，加上現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相比DCS等技術(shù)不夠成熟，實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在一些問(wèn)題，影響到實(shí)際應(yīng)用效果。

2.3 容易受到干擾

現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備應(yīng)用時(shí)可選擇雙線制，但部分設(shè)備不支持冗余通訊，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)總線出現(xiàn)故障時(shí)，可能影響到整個(gè)總線網(wǎng)段，情況嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)投運(yùn)，給熱電廠造成巨大損失。現(xiàn)場(chǎng)總線十分容易受高電壓、大電流的電纜或磁場(chǎng)干擾，因此布線時(shí)需要充分考慮其安裝規(guī)范，避免長(zhǎng)距離與電壓等級(jí)不同的電纜長(zhǎng)距離平行布線，應(yīng)做好充分的屏蔽措施，提高設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。

3、熱電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的具體措施

熱電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，需要綜合考慮各方面因素，制定科學(xué)合適的技術(shù)方案，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，做好設(shè)備選型、材料選擇等，利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)提高熱電廠運(yùn)行與管理質(zhì)量。

3.1 做好技術(shù)方案設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)方案要求高，需要配合DCS，在DCS招標(biāo)前，提前明確總線控制范圍和設(shè)備數(shù)量，對(duì)使用現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)進(jìn)行初步劃分，讓控制系統(tǒng)廠家提前布局總線配置。項(xiàng)目建設(shè)中，和設(shè)計(jì)院及控制系統(tǒng)廠家共同進(jìn)行網(wǎng)段設(shè)計(jì)。總線網(wǎng)段設(shè)計(jì)需要準(zhǔn)確定位現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并做出評(píng)估。這就需要技術(shù)人員綜合考慮各方面情況，制定科學(xué)合理的方案，確保可以充分發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高熱電廠運(yùn)行質(zhì)量。

3.2 控制設(shè)備采購(gòu)質(zhì)量

根據(jù)一般熱電廠的設(shè)備招標(biāo)流程，在DCS招標(biāo)前會(huì)對(duì)大部分的主要設(shè)備和輔助設(shè)備先行完成招標(biāo)，因此需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的協(xié)議和接口進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)，除去現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，其他總線設(shè)備材料包括但不限于控制機(jī)柜、設(shè)備智能管理系統(tǒng)、總線電纜、總線插頭、總線耦合器等都應(yīng)由DCS廠家提供。在招標(biāo)完成后，還需要設(shè)備廠家配合DCS廠家進(jìn)行總線設(shè)備的通訊測(cè)試，保證總線設(shè)備在該控制系統(tǒng)中能正常應(yīng)用。此外，采購(gòu)設(shè)備時(shí)需要多方面對(duì)比，確保設(shè)備質(zhì)量的基礎(chǔ)上選擇價(jià)格較低的設(shè)備，進(jìn)一步提高設(shè)備運(yùn)行效率。

3.3 選擇技術(shù)應(yīng)用范圍

在DCS中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線，對(duì)于復(fù)雜調(diào)節(jié)回路，如：給水系統(tǒng)、汽機(jī)油系統(tǒng)、緊急跳閘系統(tǒng)、數(shù)字電液控制系統(tǒng)以及旁路控制系統(tǒng)等影響主機(jī)安全運(yùn)行和保護(hù)系統(tǒng)，不采用現(xiàn)場(chǎng)總線范圍。

總體原則：（1）重要、復(fù)雜調(diào)節(jié)回路（汽包壓力/水位、給水流量等）不采用現(xiàn)場(chǎng)總線，其他簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)回路采用現(xiàn)場(chǎng)總線;（2）溫度一般采用硬接線方式;（3）分散及重要的開(kāi)關(guān)型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不采用現(xiàn)場(chǎng)總線;（4）開(kāi)關(guān)量?jī)x表不采用現(xiàn)場(chǎng)總線;（5）重要連鎖保護(hù)回路的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不采用現(xiàn)場(chǎng)總線，其他則采用;（6）高壓電機(jī)及重要的低壓電機(jī)開(kāi)關(guān)采用硬接線方式，其他則可采用現(xiàn)場(chǎng)總線。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)主要包括通信網(wǎng)絡(luò)、接口設(shè)備以及設(shè)備分散處理幾部分。在分散設(shè)備上安裝控制器可組態(tài)拓展系統(tǒng)，一旦有設(shè)備出現(xiàn)故障，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)其他設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生影響，從根本上保證了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。熱電廠控制系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和總線功能分為緊急跳閘系統(tǒng)、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、順序調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)等幾部分。現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表無(wú)控制功能，因此現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)分配劃分，在子系統(tǒng)中完成控制。每臺(tái)機(jī)組均配置操作人員，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，熱電廠通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以提高自動(dòng)化管理水平。通過(guò)建設(shè)完善使用的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，得到電廠內(nèi)各部門(mén)的配合，嚴(yán)格選型總線設(shè)備，進(jìn)一步明確設(shè)備的要求，避免出現(xiàn)多種品牌、多類(lèi)型設(shè)備的情況。這就需要熱電廠根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行選擇，切實(shí)發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的作用。

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