现场总线方案设想和技术经济分析

1.4 辅助车间控制系统

目前现场总线技术在国内燃煤电厂辅助车间系统尚未有大范围应用的业绩，正在工程建设中的燃煤电厂辅助车间系统采用现场总线技术的有：浙江华能玉环电厂（2×1000MW），在锅炉补给水处理系统、废水处理系统中采用现场总线技术。由于新建电厂辅助车间系统如输煤系统、干灰输送系统、电除尘系统、凝结水精处理系统、化学加药系统、汽水取样系统、循环水加氯系统、污水处理系统等往往采用分岛招标形式，分岛招标中工艺设备与控制系统及仪表常又打捆供货，造成控制系统及仪表由多个供货商提供；另一方面，现场总线技术就目前而言还是较新的技术，各辅助系统工艺设备供货商对现场总线仪表及控制系统还缺乏了解，业绩较少，在这种情况下，如果由各辅助系统工艺设备供货商提供现场总线设备及控制系统可能会对电厂辅助控制系统的质量和建设工期有所影响。因此，现场总线技术在全厂辅助车间系统上的应用，必须采取工艺设备单独分岛招标、控制系统集中招标的形式才有可能实现，根据单元机组现场总线方案设计原则，结合辅助车间工艺特点，全厂统一规划技术要求，尽早安排，确保辅助控制系统的质量和建设工期满足要求。对锅炉补给水处理系统、废水处理系统、净水站等辅助车间系统可优先采用现场总线技术。

2 技术经济分析

2.1 分散控制系统

采用现场总线方式后，对于分散控制系统（DCS）而言，I/O卡件可以减少，但通讯模件却要大量增加。报价的基础条件：

单元机组I/O点约为9400点，电动调门约75个，电动关断门（含部分气动关断门）约240个，400V及以下电机约110个，6kV电动机约22个，每对通讯口带电动门数量按不超过15、每个通讯口带电动机数量按不超过10个。单元机组I/O点列表如下：



分散控制系统（DCS）厂商一：提供的报价采用现场总线方案比采用常规分散控制系统方案费用每台机组约贵150万元人民币。

分散控制系统（DCS）厂商二：提供的报价采用现场总线方案比采用常规分散控制系统方案费用每台机组约贵225万元人民币。

2.2 现场设备

1）电动门

· 进口电动门

当今新建工程项目中，系统设计的电动门大多数已要求采用智能机电一体化产品，在这种情况下，通过进一步明确现场设备应符合的总线标准，即可将设备接入现场总线系统，成本增加不大。平均每个进口现场总线电动门约比进口智能一体化电动门贵1万元人民币左右。

· 国产电动门

由于目前国产现场总线电动门执行机构尚未有成熟的应用业绩，本工程超临界机组现场总线电动门执行机构采用进口设备，但进口现场总线电动门执行机构与国产的差价较大，平均每台差价约为3～4.5万元人民币。

2）电动机

通过调研，电动机控制单元大批量采用现场总线智能控制单元后，每台电动机的现场总线智能控制单元，只比常规控制单元贵5千元人民币左右。

3）现场变送器

由于目前电厂采用的压力、差压变送器等基本上都带有HART总线协议接口，所以变送器采用HART协议进入分散控制系统对现场一次设备而言不增加任何费用。对于变送器的设备管理软件等，每台机组需人民币约为20～30万元。

2.3 电缆

采用现场总线技术可以节约电缆、电缆桥架等安装材料。常规分散控制系统方案，每个电动调门与分散控制系统之间需敷设2根两根控制电缆，每个电动关断门与分散控制系统之间一般需敷设1根控制电缆，每个电机与分散控制系统之间约需拉2～3根控制电缆，每根电缆平均长度约为120米。采用现场总线技术后只需少量的通讯电缆。每台机组约节约电缆80千米。

2.4 辅助系统

辅助系统采用现场总线与采用可编程控制器（PLC）相比，会减少一些I/O卡件，但同时也需增加一些通讯卡件，可以在一对双绞线或一条电缆上就可以挂接多个设备，可以节约大量电缆，节约安装费用，但同时由于要采用的仪表是数字化和智能化的现场总线仪表，目前其价格要比普通的仪表要贵，所以综合比较下来，在经济上基本持平。

综合以上的经济比较，保守的计算采用现场总线方案约比采用常规分散控制系统方案每台机组需增加费用585万元左右（增加费用主要是现场总线电动门及执行机构）。

采用现场总线技术之后，分散控制系统、现场总线电动门、电动机现场总线控制单元、现场总线仪表等均需要具备现场总线接口，这部分产品比常规产品价格会高一些，但控制采用现场总线技术后，这些电气设备在节省的电缆、汇线槽、桥架、机柜以及运行阶段对设备进行的维护和管理、采用远程参数设定和远程故障诊断等方面将会有明显的经济效益。

3 现场总