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现场总线PROFIBUS在华能金陵电厂中的应用探讨
华能南京金陵发电有限公司
管春雨万勇
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、执行装置之间实行进行双向数字通信的串行总线系统。
也有人把它称为应用于现场仪表与控制室主机系统之间的一种开放的、全数字的、双向、多点的通信系统。
总之,在对现场总线的描述中,开放、全数字、串行通信等字眼是少不了的。
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国际电工委员会在IEC61158中给现场总线下了一个定义:安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。
在该定义中,首先说出了它的主要使用场合;其次说出了系统中的主要角色是谁;第三点说它是一种数据总线技术,即一种通信协议,而该通信是数字式的(非模拟式的)、串行的(可以进行长距离的千米级通信,以适应工业现场的实际需求)、多点的(真正的分散控制)。这三点描述了现场总线技术中最实质性的方面。
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,各大自动化公司分别推出自己的现场总线标准,类型多达40多种,1999年12月底,国际标准化组织最终确定了8种总线标准,目前普遍认为,比较适合电厂热工自动化的是PROFIBUS和FF, 本文以华能金陵电厂采用的PROFIBUS总线为例,探讨现场总线技术在火电厂中的应用。

,目前是IEC 61158国际标准中的Type3部分。物理接口采用RS-485标准,网络拓扑为线性总线两端加终端电阻。
,PROFIBUS由3个兼容部分组成,即PROFIBUS FMS、PROFIBUS DP、PROFIBUS PA。

,数据链路层采用混合介质存取方式,即主站间按令牌方式,主站和从站间按主从方式工作,从站只是响应一个主站的请求,它们对总线没有控制权。DP和FMS使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议,因而这两套系统可在同一根电缆上同时操作,PA和DP之间使用分段耦合器能方便地集成在一起。
(设备性能描述文件),用于描述设备所具有的不同性能特征,包括如总线参数、I/O数量、诊断信息等,以达到即插即用。
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,有单回路、串级调节回路,也有多输入多输出的交叉耦合控制系统,还有可靠性要求很高的快速保护联锁逻辑。华能金陵电厂二期2×1000MW超超临界燃煤机组作为国内百万机组首次大范围应用现场总线的示范工程,为保证配置安全性和系统稳定性,在DCS控制器的配置数量上没有减少,调节回路控制策略和设备控制逻辑仍按照工艺系统划分在不同控制器中集中处理。鉴于炉膛安全监控系统(FSSS)、汽机数字电液控制系统(DEH)、汽机本体紧急跳闸系统(ETS)、给水泵汽机电液调节系统(MEH)和给水泵汽机紧急跳闸系统(METS)对机组安全运行至关重要,回路处理速度要求高,因此我厂对上述系统还是采用常规控制方式。
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DCS系统采用西门子基于PR0FIBUS总线技术的SPPA
—T3000控制系统(结构见图一),单元机组中使用了23对冗余控制器(AP101~APl23,不包含DEH控制器),其中包含20对FCS控制器(锅炉侧13对,汽轮机侧7对),用作现场总线网络的PROFIBUS主站。目前#1机组总线对象975个,锅炉侧现场总线通信柜20个,汽机侧现场总线通信柜11个。公用系统控制器2个,现场总线通信柜2个,总线对象14个。单元机组的DP设备包括电动执行机构、马达控制器、分析仪表、变频器等,PA设备包括压力变送器、温度变送器、流量计、定位器及液位计等。冗余PROFIBUS网络覆盖整个单元机组的锅炉房、汽机房及电气MMC间。为了提高总线控制的可靠性,我们采取了DP冗余总线配置方案,现场DP设备选用DP双冗余接口。
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(水、煤、灰以及脱硫)的控制以开关量程序控制为主,仅存在少量的简单连续调节。而PLC具有逻辑处理功能强、环境适应性好、系统独立性强、采购成本较低等特点,在电厂辅助生产系统中有深厚的应用基础,因此我厂辅助生产系统采用PLC控制,其中补给水控制、凝结水控制、净废水控制、脱硫