现场总线应用于电力行业的全面分析

21世纪，人类社会已经迈入了信息化时代。随着电力体制改革的深化，电力企业为提高生产过程自动化和管理现代化，必将投入大力进行信息化建设。这是一个长期而艰巨的任务。电力系统是一个庞大而复杂的网络，现场总线技术作为连接生产现场的仪表、控制器等自动化装置的通信网络，是新一代分布式控制系统的核心技术，在电力行业内，特别是在火电厂、变电站自动控制领域具实现信息化、数字化建设过程中具有广阔的应用远景。

相比较而言，火电厂运行系统更加复杂，控制参数更多、分散性强，且性质各不相同。在火电厂的各级系统数字化建设过程中，最困难、进展最缓慢的就是火电厂如何将数字化推向现场设备级。因此，推广应用现场总线系统，实现现场设备级的数字化就成了实现火电厂全面数字化的关键一步。

可喜的是，国际上现场总线技术及现场总线智能设备的开发和推出已有近10年以上历史，现场总线标准化纷争也渐近统一，安全相关标准和系统已问世，现场总线智能设备也已十分成熟。近几年来，国内外现场总线技术在石油、化工等领域的应用势头在加快。在电力行业也取得了一定的成绩。

在电厂信息化的建设过程中，越来越多的专家、学者和电力工程设计人员意识到推动现场总线技术在电厂应用的重要性和迫切性，已有许多论文提出了基于现场总线技术的控制系统在电厂的应用设想和建议，但到目前为止，在国内已建和在建电厂中，真正意义上的全面和系统地应用现场总线控制系统的实例还未见报道，见诸于文献的还只是局部或试点应用。由于电力生产对安全可靠性要求的特殊性，尽管大家对现场总线技术代表了未来电厂自动化的发展方向均持肯定和积极的态度，但在工程建设中亦不乏观望与等待，使之难以较快进入实质性的应用，个中原因多种多样。

本期特别策划，邀请了来自工程设计一线、生产厂家的几位专业人士各抒己见，主要围绕如何在火电厂中推广应用的问题，从总线技术、标准、现场设备、效益、设计理念和今后的发展等多角度、全方位透视现场总线技术，以期给广大读者一个全面、客观的介绍，既看到现场总线发展的广阔前景，也不回避现在仍存在的分歧和误区，本着交流经验、探讨问题的态度，为促进现场总线在电力行业的推广应用助一臂之力。

一、总线技术

赵文华：

· 现场总线技术简介

所谓现场总线，是指安装在制造或过程区域的现场装置之间、以及现场装置与控制室内的自动控制装置之间的开放式、数字化、串行和多点通信的数据总线。

作为连接生产现场的仪表、控制器等自动化装置的通信网络，现场总线是20世纪90年代国际上兴起的新一代全分布式控制系统的核心技术。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。采用现场总线技术可以促进现场仪表智能化、控制功能分散化、控制系统开放化，符合现代工业控制系统领域的技术发展趋势。

· 现场总线技术特点

（1）系统的开放性。所谓开放系统是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他设备或系统连接，通信协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换。用户可按自己的需要和考虑，选择不同供应商的设备连入现场总线。

（2）互操作性与互用性。互操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通；而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。

（3）现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。

（4）系统结构的高度分散性。现场总线已构成了一种新的全分散性控制系统的体系结构。简化了DCS，总体可靠性也有所改善。

（5）对现场环境的适应性。工作在生产现场前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。
由于现场总线的以上特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护，都体现出优越性。现场总线技术引入我国虽然只有短短的十几年，却早已融入了工业控制领域的方方面面。目前公认的适合于过程控制的主流现场总线主要有Profibus, FF, WOLDFIP等。

· 现场总线在电厂中的应用

现场总线在电厂中的应用能够提高运行的安全可靠性，表现在：

（1）完善的现场设备及信号的诊断功能，防止其故障或信号偏差导