概 述
現(xiàn)場總線(field bus)，按其國際電工委員會IEC61158的定義為：“安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線”;由現(xiàn)場總線和現(xiàn)場智能設備組成的控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通稱為FCS(Field bus Control System)。
1 方案設想
根據(jù)對現(xiàn)場總線技術(shù)的應用情況，本工程660MW超臨界機組火力發(fā)電廠現(xiàn)場總線的設計方案初步考慮如下：
1.1 智能變送器采用HART現(xiàn)場總線連接
目前發(fā)電廠所配的智能變送器(如壓力、差壓變送器)，基本是帶有HART通訊功能的智能變送器，HART現(xiàn)場總線是1986年美國羅斯蒙特公司首先研制開發(fā)出來的一種現(xiàn)場通訊協(xié)議，它在過程控制儀表普遍采用的4～20mA標準信號的基礎(chǔ)上疊加了數(shù)字信號。這個數(shù)字信號是利用頻移鍵控技術(shù)(Frequency Shift Keying)將數(shù)字信號變換為音頻信號，協(xié)議規(guī)定信號的頻率為1200bit/s。這個音頻信號正弦波的平均值為零，所以在現(xiàn)場模擬信號中不增加直流部分，因此兩根線上可同時傳送互不影響的模擬和數(shù)字信號。
目前大多數(shù)電廠只是利用了帶有HART通訊功能的智能變送器的模擬量信號，而對數(shù)字量的信號卻無實際應用。但國內(nèi)也有一些電廠已應用了帶HART通訊功能的智能變送器的數(shù)字量信號，如華能威海發(fā)電廠二期工程(2×300MW)機組，把所有現(xiàn)場智能變送器(每臺機組約200臺)的HART信號送入HART多路轉(zhuǎn)換器，接入羅斯蒙特的設備管理系統(tǒng)(AMS)，揚州二電廠將現(xiàn)場智能變送器(每臺機組約500臺)的HART信號送入OVATION分散控制系統(tǒng),可在控制室的計算機上就能監(jiān)視、管理和調(diào)整運行的設備。
據(jù)有關(guān)資料介紹，采用智能變送器HART信號及AMS系統(tǒng)在提高工作效率、增強機組安全經(jīng)濟性方面大有益處。采用傳統(tǒng)方法在檢修或日常維護工作中，要對檢驗的壓力、差壓變送器進行解列/投運、停電/送電、拆線/接線、拆/裝等工作，檢驗一臺變送器需要使用中、高級檢修工1.5個工作日。采用HART信號及 AMS，變送器檢驗工作全在電腦中完成，檢驗一臺變送器只需約15分鐘，大大提高了工作效率。采用HART信號或AMS，可充分利用智能變送器的功能，在計算機上可監(jiān)測到變送器安裝環(huán)境的環(huán)境溫度，根據(jù)變送器檢測的環(huán)境溫度，決定是否采用保溫措施，防止測量管路凍結(jié)或凍壞變送器。在現(xiàn)場變送器的故障報警方面，采用HART信號或AMS能夠幫助迅速查明故障原因，縮短故障排除時間。
本工程可采用智能變送器的HART信號構(gòu)置設備管理系統(tǒng)，以提高工作效率，減少設備維護費用的支出，并提高測量系統(tǒng)的準確、可靠性。
1.2 電動門采用現(xiàn)場總線
在德國Niederaussem電廠中，現(xiàn)場總線電動門用于對安全特性無特殊要求的自動控制任務(如汽水循環(huán)、煙氣系統(tǒng)和機組協(xié)調(diào))，對于對安全特性有特殊要求的自動控制任務(如鍋爐保護和燃燒器管理等)及用于汽輪發(fā)電機的閉環(huán)控制設計(如DEH等)不采用現(xiàn)場總線。
本工程考慮進一步擴大現(xiàn)場總線電動門的范圍。不僅是電動關(guān)斷門采用現(xiàn)場總線，電動調(diào)節(jié)門也可采用現(xiàn)場總線。采用的系統(tǒng)范圍也可進一步擴大，可以考慮參考德國Niederaussem電廠現(xiàn)場總線電動門的設置范圍，即除了對安全特性有特殊要求的自動控制任務及用于汽輪發(fā)電機的閉環(huán)控制設計外，其它電動門均采用現(xiàn)場總線電動門?，F(xiàn)場總線電動門的總線網(wǎng)絡可采用冗余通訊網(wǎng)絡，以確保控制網(wǎng)絡的可靠性。
1.3 電動機采用現(xiàn)場總線
