论现场总线控制系统在电厂辅控系统联网中的应用

康晓春

摘 要：随着我国经济发展水平的不断提高，电力行业得到显著发展，电网建设取得了显著成就，文章将基于现场总线的辅控系统特征分析总线相关硬件产品，进而实现综合监控与管理效果，文章使用以太网协议转换，将网络系统连接到以太网上，进而实现管控一体化。

关键词：现场总线；控制系统；电厂辅控系统；联网应用

当前，电厂辅控系统在分布上存在一定间距，并且能够对不同逻辑进行控制，但缺少控制网网络系统对其监控，在监控上造成了较大阻碍。随着信息技术的进步与发展，工业数据通信与底层控制都对网络功能提出了更高的要求。现场总线是自动化领域中使用较为普遍的技术，传统设备控制回路信号使用一对一连接方式，而现场总线控制系统网络则能够将通信信号串联起来，进而提供多样化的控制信息。

1 现场总线辅控系统特征与相关产品

1.1 辅控系统特点

成本低。现场总线辅控系统初期阶段的效益较高，并且在工程设计与安装上费用非常低，具有长期的经济效益，在网络化设备维护与管理上成本低。为此，其长期的经济效益非常显著，投资成本回收快。

系统功能强大。设备信息可以通过网络在数字通信下访问。检查设备状态不能脱离工作站，要设定出新的程序对设备进行重新组成或者是诊断；在一条绞线网络中，现场总线传输速度最快，能够同时传输多个测量点，得到更多的测量值；诊断范围较广，操作人员只需要使用维护工具便能够对现场仪表进行访问。在故障诊断上更为精确、周密。

1.2 传输精度较高

现场总线能够使用数字信号实现数据传输，并能克服DCS转换，将数据输入到A/D通道中转换，并能够对传输过程中产生的误差进行判断，进而使数据的传送精度提高[1]。在PROFIBUS与FF中标准值都是采用的34浮点格进行存储与处理与传送的，但系统则始终保持并在6个精度值范围内。这是因为浮点格式下的数值都代表着一个工程单位，不需要再对其进行转换或者是定量，并能使组态工作情况简化。

1.3 现场总线硬件

传统形式的PLC中，系统硬件包含的系统软件有PLC系统软件、编程软件、PLC硬件，在技术上封闭性较强，且在FCS中，工业PC平台上使用的FCS情况较多，系统软件将不对控制器、L/O、现场硬件设备进行捆绑，能够在工业PC+Windows/NT等硬件平台上使用，以Profibus为例，可以使用STEP6编程软件组态软件运营[2]。

2 现场总线技术在电厂辅控系统中的应用

2.1 电厂辅控系统情况

电厂辅控系统中包含水、煤、灰等系统，即使这些系统在距离上相距较远，但在逻辑控制上相互保护联锁。为此，通常情况下，下位机能够对PLC单独控制，并且在不同系统中采用的PLC控制效果也不同。上位机则能够对PC机进行控制，在上位机房中可以直接建立发电厂，并在其中设置一个上位机，对这些系统进行实时监控。但是，上位机房就地控制室与集控室相距较远，监控上增加了难度[3]。电厂为了使管理更加方便，会再建一个辅控系统监控网络，将不同的辅控系统连接起来。具体见下图1所示，这种连接方式即使规划简易，但成本较高。

企业为了使投资成本得到控制，在市场竞争中获得优势，会在生产、管理、市场营销环节上组成一个统一的网络系统，进而定制出一个功能层次分明的策略，最终实现一体化管理目标，实现综合自动化控制。现场总线控制系统技术上发展较快，但是辅控系统并不是一个连续过程，一旦某个设备节点出现问题，将对整个主机网络运行造成阻碍。为此，采用现场总线控制系统与主机系统相连则能够为系统开发创造依据。

2.2 现场总线具体应用

随着电力系统的不断完善与健全，电力建设已经迈向了新时期，电厂在建设与规划上也将越来越完善。一旦电厂辅控中应用了现场总线控制技术，将能够使系统监控与辅控组合到一起，这样将使管理与维护更为方便，进而构建出一个系统化的网络控制室，使成本得到控制。据有关工程实践显示，使用这种总线控制方式能够使安装成本节省到50%左右。

当前，控制网络与上层网络使用的连接方式有：使用专用网关对通信协议进行转换，将总线网络连接到DCS以太网上；将现场总线的网卡与以太网设置到PCI插孔中，实现对PC机内数据的转换。接入Web服务器，直接将其装置在PC机内完成数据转换，使用Web专用的服务器与数据浏览器对信息进行动态交互。最后一种方式的使用前提是必须将控制设备嵌入到Web服务器中，这样能够实现其与互联网的连接，与外界信息沟通上将更为顺畅。

3 结束语

在电厂辅控系统联网中应用现场总线控制网络能够避免出现信息孤岛状况，实现数据的集中监控与传送，为信息系统沟通提供了依据。并且现场总线控制系统具有通信、分散、互动效果，对现场总线控制系统建设有重要意义。

参考文献

[1]李丛红.大型火电厂辅助车间全厂联网控制在兰溪发电厂的应用[A].全国火电大机组（600MW级）竞赛第十二届年会论文集[C].2011：164-168.

[2]白德龙.新建火力发电厂中辅助生产系统集中监控网络的建设与应用[A].2008电站热工控制研讨会暨自动化信息化技术交流年会论文集[C].2010：248-253.

[3]李建东，张秀原，任继东，等.张家口发电厂8×300MW机组实现全厂辅助系统集中监控建设成果应用研究[A].全国火电大机组（300MW级）竞赛第三十八届年会论文集[C].2010：484-491.