融入现场总线技术的DCS在火电厂的应用研究

摘要：火电厂在当代社会经济不断快速发展的背景下，其整体发展势头普遍比较良好，受到了人们的广泛关注和重视。本文针对融入现场总线技术的DCS在火电厂当中的具体应用情况进行分析，为实现数字化火电厂的发展目标提供有效保障。

关键词：现场总线技术;DCS;火电厂;应用措施

中图分类号：TM621.6    文献标识码：A    文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

科学技术不断进步和快速发展，对我国很多领域的发展而言，具有非常重要的影响和作用。火电厂在运行过程中，其在运行过程中的安全性和稳定性至关重要性，一旦火电厂在运行时出现问题，将会直接导致火电厂的整个运作、过程控制效果受到影响。在我国现如今已经全面进入到信息化、智能化时代，各种不同类型的数字控制技术手段被广泛应用在各个领域中，在火电厂过程控制系统的构建和具体应用过程中，也可以逐渐朝着全数字化控制的趋势发展。要想在实践中真正实现数字化电厂的发展，就必须要结合实际情况，对全数字式信号的现场总线技术进行科学合理的利用和控制。通常情况下，新型的控制系统在构建和具体应用过程中，其主要是將DCS作为其中的主体，同时与智能化仪表、现场总线技术等进行有效结合。这样不仅可以在实践中真正实现设备层的数字化发展，而且还可以促使系统在运行过程中的开放性和稳定性得到有效提升。

1 FCS165控制系统的构建和利用

随着科学技术的不断进步和快速发展，越来越多的新型技术手段被广泛应用在各个领域中，同时由于当前我国已经全面进入到信息化、数字化、智能化时代，所以火电厂在发展过程中，也会逐渐朝着这一趋势发展。在这种大环境背景下，FCS165控制系统在构建和具体应用过程中，要与实际情况进行结合，积极采取有针对性的措施，保证该系统在构建和利用时的有效性和针对性。该控制系统可以被看作是国产新型的自动化控制系统，该系统在实际应用过程中，其主要是将DCS作为其中的主体，同时其中还融入了Profibus现场总线技术。在与某火电厂日常运作和发展现状进行结合分析的时候，发现在该电厂临界2×660MW空冷机组和辅机控制系统在构建和具体应用过程中，全部都是由FCS165控制系统相互组合而成。该控制系统在实际应用过程中，会涉及到DCS、Profibus现场总线这两个部分，在实际应用过程中，可以结合实际情况的不同，对不同组合模式进行科学合理的选择和利用^[1]。在与实际情况进行结合分析的时候，发现其在实践中可以划分为三种不同类型的组合方式。其一是DCS与Profibus现场总线合并在1个控制站当中，其二则是单独对DCS进行利用，其三则是直接对Profibus进行单独使用。无论在实际应用过程中，选择其中哪一种方式，都可以最大限度保证满足电厂在日常运作和发展过程中，对控制系统提出的个性化要求。

单元机组控制系统在设计和具体应用过程中，为了保证可以真正实现数字化的控制系统，同时为了保证该系统在运行过程中的安全性和稳定性。在设计过程中，可以结合实际情况，直接将A至F的制粉等，全部都设计成为DCS与Profibus相互合并的这种模式。与此同时，还要结合实际情况，针对炉膛安全监控系统在实际应用过程中的一些公用环节或者是部分，与其他系统进行有效结合，比如电气控制系统等，在对这些系统进行具体操作的时候，为了保证这些系统在实际应用过程中的有效性，就必须要利用单独的DCS模式^[2]。除此之外，在与实际情况进行结合分析的时候，发现辅机FCS165控制系统在构建和具体应用过程中，其主要是单独对Profibus模式进行单独使用，同时如果提出具体要求，还可以与DCS与Profibus合并模式进行搭配使用。在具体操作过程中，为了从根本上获取到最大的Profibus节点在实际应用过程中的使用率，并不需要对DCS单独使用模式进行设计和利用。

该系统在具体操作过程中，通常情况下会利用DCS与Profibus合并模式，FCS165控制系统在实际应用过程中，普遍都会选择利用该模式。该系统在实际应用过程中，其不仅具有3层设备、2层网络的结构模式，而且该结构模式在实际应用过程中，具有非常良好的应用效果。对于DCS而言，在其实际应用过程中，由于上层设备在实际应用过程中，会涉及到很多环节的因素和内容，其中包括操作员站、工程师站等。在对中间层进行分析的时候，发现中间层通常情况下，其内部包括分布式的控制中心。底层则是一些比较常见的模拟量或者是开关量模件单元。DCS的上层网络在实际应用过程中，其主要的应用作用就是针对控制中心与人机界面相互之间的状态进行有针对性的网络管理，这也是以太网在其中应用的主要表现方式。DCS的下层网络在实际应用过程中，其主要是I/O模件与控制器相互之间的控制网络，也就是CAN网络。在实践中要结合实际情况，积极采取有针对性的措施，针对Profibus的现场总线进行科学合理的划分和利用^[3]。在与实际情况进行结合的时候，发现其在实践中上层设备与DCS的上层设备之间基本上可以保持一致。

2 融入现场总线技术的DCS在火电厂中的具体应用

2.1冗余通讯主站

在与实际情况进行结合分析的时候，发现在实践中火电厂在正常运行过程中，要采取有针对性的措施，保证其在运行过程中的安全性和稳定性。Profibus现场总线通讯主站在构建和具体应用过程中，通常情况下可以实现与控制器并行的状态，实现对总线数据的交换处理。在这种背景下，为了保证数据在交换过程中的有效性和真实性，通常在其中需要利用1：1的冗余来进行配置。在具体操作过程中，要与实际情况进行结合，在实践中使用1个控制站的情下，可以在其中配置1至3对冗余通讯主站。通过这种方式在实践中的有效落实，不仅有利于保证其在实际应用过程中的有效性，而且还可以保证该系统在运行过程中的安全性和稳定性。

2.2冗余DP网络

在针对一些具有冗余通讯接口的Profibus-DP系统进行分析和研究的时候，要与实际情况进行结合。通常情况下，要从设计角度就开始出发，积极采取有针对性的措施，为了保证其在设计过程中的有效性和稳定性，一般会使用两种方式。第一种方式在实际应用过程中，其主要是指对冗余通讯主站进行分析，同时与2个冗余Profibus-DP从站与其进行串行连接。这种方式在使用时，可以将其看作是站节点冗余，在这种背景下，要结合实际情况，积极采取有效措施，促使在实践中可以实现通讯网络不冗余的目标。第二种方式在实际应用过程中，其主要是指在实践中针对冗余通讯主站分别对2个冗余Profibus-DP从站等进行有针对性的连接^[4]。在这种背景下，可以结合实际情况，在实践中亲对4冗余方式进行合理的设计和利用，这样做的根本目的是为了可以达到通讯线路、站节点在其中科学合理的结合冗余。除此之外，为了实践中达到理想化的应用效果，还可以与设备在实际应用过程中的重要性程度进行科学合理的判断和分析，这样可以从中选择2种或者是2种以上的冗余设计方式，为该系统在运行过程中的安全性和稳定性提供保障。

2.3从站兼容性测试

火电厂在正常运行过程中，为了保证其在运行过程中的安全性和稳定性，通常情况下要结合实际情况，积极采取有针对性的措施，同时还要保证融入现场总线技术的DCS在实践中可以取得良好的应用效果。与此同时，在具体操作过程中，为了从根本上促使现场总线设备在投入和运行时的成功率可以得到有效提升，在实践中必须要对从站设备进行兼容性测试。通常情况下，测试工作在具体开展过程中，会选择在使用之前来进行具体测试。在测试过程中，其主要是直接将设备挂接到相对应的总线网络当，同时还要与FCS165系统在运行过程中的通讯主站进行通信测试。通过这种方式在实践中的有效落实，可以最大保证其在实践中可以实现逻辑组态。与此同时，还可以在实践中与实际情况进行结合，与在线测试的周期、非周期等各种不同类型的数据进行有效结合，这样可以实现数据实时有效的传输和利用。通过对这些数据科学合理的分析，可以判断出这些数据在实际应用过程中是否可以达到规定的要求和标准。这样做的根本目的是为了保证现场在具体操作过程中，可以实现对控制系统合理的调试，提高其调试的成功率和有效性。

2.4网段上从站数量

在与实际情况进行结合分析的时候，发现在实践中Profibus-DP从站输入或者输出的数据数量，与设备类型之间具有密切的联系。在与通信协议当中的内容进行结合分析时，发现该协议在制定和具体落实过程中，该协议当中只允许1个Profibus-DP从站的输入/输出数据量最大的就是244 Byte。除此之外，在与实际情况进行结合分析的时候，发现在实践中通过实验室验证的方式，在整个验证过程中，验证结果是1个网段当中会涉及到主设备或者是从设备当中，总共会也中继器最多的站点数是67个。同时，在其中没有中继器的最多站点数在经过数据统计之后，发现其整个的数量小于32个。在具体的设计和应用过程中，1个网段当中配置的Profibus-DP、Profibus-PA在其中的从站数量通常会被控制20台的范围之内。

2.5從站组态

在与实际情况进行结合分析时，发现从站必须要保证与组态当中各个模块相互之间的一致性。在对二类主站进行使用时，通常情况下会直接对一类主站或者是从站进行组态分析，这种背景下，就必须要对其中的一些从站进行对应的参数设置。在组态软件当中，还要对符合实际要求的模块进行科学合理的选择和利用，这样才能最大限度保证从站模块与组态软件相互之间在选择模块时，具有一致性的特征。

3结语

火电厂作运行过程中，火电机组的运行状态将会直接影响到火电厂在运行过程中的安全性和稳定性。所以在这种背景下，要结合实际情况，积极采取有针对性的措施，引进和利用融入现场总线技术的DCS。这样不仅可以实现控制系统的合理利用，而且还可以推动火电厂的稳定发展。

参考文献

[1] 郑鹏成.火电厂热工DCS系统总体设计[J].电工技术，2019（06）：64-66.

[2] 李红伟.大中型火电厂DCS电气控制系统改造及应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2019（02）：195-196.

[3] 肖胜.三种现场总线控制系统在火电厂组态应用的比较与分析[J].自动化技术与应用，2018（11）：130-132.

[4] 陆杰锋，徐燕娟.现场总线技术在火力发电厂电气控制系统中的应用研究[J].电子世界，2019（02）：174-175.

收稿日期：2019-07-11

作者简介：任建成（1990—），男，陕西榆林人，本科，毕业于西安建筑科技大学华清学院，助理工程师，研究方向：热控分散控制系统。