1、1Profibus 现场总线控制技术在化学水系统中的应用摘要：随着发电厂自动化水平的不断提高，现场总线技术在电厂已经得到广泛应用。本文分析了现场总线的技术特点及优点，并通过实际现场应用得到了有效的验证。 关键词：FCS；现场总线控制技术 Abstract: With the development of power plant automation level of the continuous improvement, field bus technology has been widely used in power plant. This paper analyzes the techn
2、ical features and advantages, and through the practical application has proved. Key words: FCS; field bus control technology 中图分类号：O231.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 引言 现场总线控制技术作为数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。它作为智能设备的联系纽带，把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动
3、化控制系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及一体化的综合自动化功能。 21 项目概况 华电新疆发电有限公司昌吉热电厂 2330MW 热电联产工程化学水处理工艺系统（中水、锅炉补给水、废水、汽水取样工艺系统）采用基于Profibus 现场总线控制系统。整个化水岛系统能实现集中监控、自动运行，并与辅网监控、SIS 等系统连接。 2 现场总线控制技术在化学水系统应用趋势 针对目前火力发电厂化学水系统设备布置分散，繁多的常规测点的监控等，FCS 技术以其全数字化，全分散性，全开放，可换及互操作性为主要技术特点，特别适合于发电企业化水系统分散化的现状。化水系统应用 FCS 技术
4、，成本低，性能可靠，实现全数字化。因此，改造、建设一个融监测、程控、自动加药及信息集中上传 SIS 系统于一体的化水综合自动化平台已经成为化水自动化技术的主流。作为科技发展的必然结果，FCS 在化水及其它辅助系统的广泛应用，必将使电厂的整体控制水平有极大提高。 3 现场总线控制技术在化学水系统应用简介 现场总线为纽带，把单个分散的化水系统的测量控制设备变成网络节点，使它们连接成可以相互沟通信息，共同完成检测控制任务的网络系统与控制系统，实现汽水取样，自动加药，水处理等整个系统的各项功能。为使测量设备具有数字通信能力，通常选用植有 CPU 的智能仪表或在仪表上加挂智能模块。目前，具有各种输入输出
5、参数处理算法的内含参数的模块，在化水监控管理系统配套使用的功能模块大致有七类：第一类：化学水测量模块，将化学测量电极信号转换为总线数字信号。3主要包括 PH 模块，电导模块，钠硅表模块，溶氧模块等；第二类：变送器转换模块，将多路标准电压或电流信号转换为总线数字信号。主要包括压力转换模块，流量转换模块等；第二类：测量热电阻，热电偶模块，将热电阻、热电偶信号转换为总线数字信号；第四类：开关量输入模块；第五类：开关量输出模块；第六类：模拟量输出模块；第七类：专用模块。主要包括加药控制模块：输入 PH 信号，输出 420mA，监控站模块：与中央监控平台通信、协调控制其它模块，PLC 专用协议转换模块：
6、完成PLC 远程单元与现场内部协议转换。这些功能模块，通过组态设计，完成化水系统的数据采集，AD 转换，数字滤波，温度压力 补偿及 PID 控制等各种功能。 4 现场总线控制技术应用于化学水系统具有下列特点： (1)打造了一个融化学水监测、化学水程控、自动加药以及信息集中上传 SIS 的高度信息集成、综合一体化管理的系统。 (2)充分采用 FCS 这一领先技术，使系统的结构大大简化。改变了传统信号采集过程中，成百上千的现场 IO 信号通过各自电缆，向控制室、机柜汇聚的这种规模浩大的信号物理连接模式。系统可维护性、可靠性大大提高；建设费用大幅下降；施工简单易行。 (3)大量的化学水监测仪表，如
7、PH 值、电导率、溶氧等被总线模块取代；许多现场变送器就地集中通过现场总线传输，不但降低了成本，而且改变了传统人工面向仪表管理的落后方式，诸如：需要较多人员对分散仪表进行维护，经常与良莠不齐的仪表供应商打交道，备品备件的资金消耗。 4(4)FCS 技术的数字化传输，不但精度高，而且几乎没有传输误差，这一点，模拟信号无法做到。数字传输的另一优点是双向传输特性，这一特性使化水 FCS 对现场的控制能力大大提高。 (5)由于现场总线规定了标准的功能模块，不同的厂家设备均采用相同或相近的组态方法 。用户可以灵活选用不同厂家的现场总线产品来组成实际的控制系统，达到最佳系统集成。 当系统需要扩展时，可将新
8、设备连接到现场总线上，不用增加任何组件，只要通过现场总线对功能模块利参数进行设定即可。因此系统易于组态，扩展性强。 (6)监控站设计为模块化形式，体积大为缩小，FCS 实现了物理上的分散，电子设备间的机柜数量大为减少，缩小了电子设备间的面积，联系电缆大为减少，使得 FCS 与 DCS 相比结构小巧灵活。 5 华电新疆昌吉热电厂 2330MW 热电联产工程锅炉补给水现场总线控制经济性分析 现场总线经济性分析应重点考虑应用现场总线技术将带来全厂管控数字化和全生命周期的设计、安装、调试、运行维护成本节约等有利因素。因此，现场总线控制与常规控制方式相比，经济性更为优越。 6、现场总线在新疆电力行业的应
9、用现状 在目前国际上现场总线群雄并起的局面下，总线类型的选择应从实际应用工程特点出发去选择，华电新疆发电有限公司昌吉热电厂52330MW 热电联产工程化学水处理工艺系统采用 Profibus 现场总线控制，实现新疆电力行业内首套辅助程控现场总线控制，为全面实现数字化电厂及智能电网带来了新的启示，同时也为其他新建及即将改造的机组提供了良好的借鉴作用。 7.结束语 随着我国火电机组容量的不断增大和电力市场竞争的日益激烈，现代化电厂运行所承受的经济压力较之以往更加沉重。现场总线技术的兴起，开辟了工厂底层网络的新天地。它将 促进企业网络的快速发展，为企业带来新的效益，因而会得到广泛的应用。 参考文献 1华电新疆发电有限公司昌吉热电厂 2330MW 热电联产工程现场总线技术在电厂的应用研究热工自动化部分专题报告（第九卷） 2009 年
