康曉春

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，電力行業(yè)得到顯著發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)取得了顯著成就，文章將基于現(xiàn)場總線的輔控系統(tǒng)特征分析總線相關(guān)硬件產(chǎn)品，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控與管理效果，文章使用以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換，將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接到以太網(wǎng)上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管控一體化。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；控制系統(tǒng)；電廠輔控系統(tǒng)；聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

當(dāng)前，電廠輔控系統(tǒng)在分布上存在一定間距，并且能夠?qū)Σ煌壿嬤M(jìn)行控制，但缺少控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對其監(jiān)控，在監(jiān)控上造成了較大阻礙。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，工業(yè)數(shù)據(jù)通信與底層控制都對網(wǎng)絡(luò)功能提出了更高的要求?，F(xiàn)場總線是自動(dòng)化領(lǐng)域中使用較為普遍的技術(shù)，傳統(tǒng)設(shè)備控制回路信號使用一對一連接方式，而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)則能夠?qū)⑼ㄐ判盘柎?lián)起來，進(jìn)而提供多樣化的控制信息。

1 現(xiàn)場總線輔控系統(tǒng)特征與相關(guān)產(chǎn)品

1.1 輔控系統(tǒng)特點(diǎn)

成本低。現(xiàn)場總線輔控系統(tǒng)初期階段的效益較高，并且在工程設(shè)計(jì)與安裝上費(fèi)用非常低，具有長期的經(jīng)濟(jì)效益，在網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備維護(hù)與管理上成本低。為此，其長期的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，投資成本回收快。

系統(tǒng)功能強(qiáng)大。設(shè)備信息可以通過網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字通信下訪問。檢查設(shè)備狀態(tài)不能脫離工作站，要設(shè)定出新的程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行重新組成或者是診斷；在一條絞線網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)場總線傳輸速度最快，能夠同時(shí)傳輸多個(gè)測量點(diǎn)，得到更多的測量值；診斷范圍較廣，操作人員只需要使用維護(hù)工具便能夠?qū)ΜF(xiàn)場儀表進(jìn)行訪問。在故障診斷上更為精確、周密。

1.2 傳輸精度較高

現(xiàn)場總線能夠使用數(shù)字信號實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并能克服DCS轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)輸入到A/D通道中轉(zhuǎn)換，并能夠?qū)鬏斶^程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行判斷，進(jìn)而使數(shù)據(jù)的傳送精度提高[1]。在PROFIBUS與FF中標(biāo)準(zhǔn)值都是采用的34浮點(diǎn)格進(jìn)行存儲與處理與傳送的，但系統(tǒng)則始終保持并在6個(gè)精度值范圍內(nèi)。這是因?yàn)楦↑c(diǎn)格式下的數(shù)值都代表著一個(gè)工程單位，不需要再對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換或者是定量，并能使組態(tài)工作情況簡化。

1.3 現(xiàn)場總線硬件

傳統(tǒng)形式的PLC中，系統(tǒng)硬件包含的系統(tǒng)軟件有PLC系統(tǒng)軟件、編程軟件、PLC硬件，在技術(shù)上封閉性較強(qiáng)，且在FCS中，工業(yè)PC平臺上使用的FCS情況較多，系統(tǒng)軟件將不對控制器、L/O、現(xiàn)場硬件設(shè)備進(jìn)行捆綁，能夠在工業(yè)PC+Windows/NT等硬件平臺上使用，以Profibus為例，可以使用STEP6編程軟件組態(tài)軟件運(yùn)營[2]。

2 現(xiàn)場總線技術(shù)在電廠輔控系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 電廠輔控系統(tǒng)情況

電廠輔控系統(tǒng)中包含水、煤、灰等系統(tǒng)，即使這些系統(tǒng)在距離上相距較遠(yuǎn)，但在邏輯控制上相互保護(hù)聯(lián)鎖。為此，通常情況下，下位機(jī)能夠?qū)LC單獨(dú)控制，并且在不同系統(tǒng)中采用的PLC控制效果也不同。上位機(jī)則能夠?qū)C機(jī)進(jìn)行控制，在上位機(jī)房中可以直接建立發(fā)電廠，并在其中設(shè)置一個(gè)上位機(jī)，對這些系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。但是，上位機(jī)房就地控制室與集控室相距較遠(yuǎn)，監(jiān)控上增加了難度[3]。電廠為了使管理更加方便，會(huì)再建一個(gè)輔控系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，將不同的輔控系統(tǒng)連接起來。具體見下圖1所示，這種連接方式即使規(guī)劃簡易，但成本較高。

企業(yè)為了使投資成本得到控制，在市場競爭中獲得優(yōu)勢，會(huì)在生產(chǎn)、管理、市場營銷環(huán)節(jié)上組成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)而定制出一個(gè)功能層次分明的策略，最終實(shí)現(xiàn)一體化管理目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化控制?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)上發(fā)展較快，但是輔控系統(tǒng)并不是一個(gè)連續(xù)過程，一旦某個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，將對整個(gè)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行造成阻礙。為此，采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)相連則能夠?yàn)橄到y(tǒng)開發(fā)創(chuàng)造依據(jù)。

2.2 現(xiàn)場總線具體應(yīng)用

隨著電力系統(tǒng)的不斷完善與健全，電力建設(shè)已經(jīng)邁向了新時(shí)期，電廠在建設(shè)與規(guī)劃上也將越來越完善。一旦電廠輔控中應(yīng)用了現(xiàn)場總線控制技術(shù)，將能夠使系統(tǒng)監(jiān)控與輔控組合到一起，這樣將使管理與維護(hù)更為方便，進(jìn)而構(gòu)建出一個(gè)系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)控制室，使成本得到控制。據(jù)有關(guān)工程實(shí)踐顯示，使用這種總線控制方式能夠使安裝成本節(jié)省到50%左右。

當(dāng)前，控制網(wǎng)絡(luò)與上層網(wǎng)絡(luò)使用的連接方式有：使用專用網(wǎng)關(guān)對通信協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將總線網(wǎng)絡(luò)連接到DCS以太網(wǎng)上；將現(xiàn)場總線的網(wǎng)卡與以太網(wǎng)設(shè)置到PCI插孔中，實(shí)現(xiàn)對PC機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。接入Web服務(wù)器，直接將其裝置在PC機(jī)內(nèi)完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，使用Web專用的服務(wù)器與數(shù)據(jù)瀏覽器對信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互。最后一種方式的使用前提是必須將控制設(shè)備嵌入到Web服務(wù)器中，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)其與互聯(lián)網(wǎng)的連接，與外界信息溝通上將更為順暢。

3 結(jié)束語

在電廠輔控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)能夠避免出現(xiàn)信息孤島狀況，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控與傳送，為信息系統(tǒng)溝通提供了依據(jù)。并且現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有通信、分散、互動(dòng)效果，對現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)建設(shè)有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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