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现场总线应用于电力行业的全面分析

时间:12-20 来源:互联网 点击:

,最大限度地发挥其优势作用。如果采用同一厂家开发的控制系统和控制设备,如西门子的分散控制系统、西门子智能执行机构、西门子智能现场仪表等,现场总线间通信没有问题。但是不同制造厂家之间的通信问题还有待进一步完善。

行业人士普遍认为,现场总线目前最大的问题就是通信标准及可靠性问题。虽然国际电工委员会已经公布了现场总线的国际标准IEC61158,但该标准包含了8种现场总线,这就给用户选择带来了困难。

赵瑞阳:

在电厂自动化和信息化的规划过程中,依然要结合电厂各工艺和生产过程的特点,采用最合适的现场总线标准和检测、控制装置。不应强求在全厂统一应用一种现场总线标准,全厂统一为一种现场总线标准既无可能、也无必要。不应过分强调在工程使用的是FCS,还是DCS或PLC+现场总线。在监控层和信息管理层,以太网和OPC协议、交换机、网关等工业IT技术提供了不同网络之间的互联技术,可以实现管控一体化。

在主厂房热力系统的控制中,我们似乎在近期不可能完全脱离主流DCS厂家的产品,用非主流DCS的现场总线产品去集成电厂的控制系统。支持FF和PROFIBUS总线标准的DCS产品当是较佳的选项,目前市场上现场智能设备普遍支持这两种总线标准。

PROFIBUS是目前适用于整个电厂过程工业的单一现场总线标准,且产品系列齐全;不足之处是现场仪表和设备不支持控制策略,所有控制功能在中央控制器完成。FF总线现场智能设备可以实现部分现场控制策略,但逻辑控制还依赖于主站或中央控制器。但FF同PROFIBUS相比,不足之处在于产品系列不全,给构建完整统一的总线网络造成困难。

据最新的现场总线技术资料显示,目前已有一些智能设备和控制系统的供应商开发了支持多种现场总线标准的产品,这样可通过通信接口模件将不同标准的现场级设备集成到一个DCS或PLC控制系统中,也就是说,单一的FF总线不能实现全部的电厂控制策略,需要与其他总线混合应用。

当然,WorldFIP也是一个可选项,它具有单一的总线,可用于过程控制和离散控制,而且没有任何网桥或网关,低速与高速部分的衔接用软件的办法来解决。但由于它所占的市场份额较小,因而支持它的仪表设备供应商也较少,影响也较FF和Profibus小。

电厂辅助系统如煤、灰、水、脱硫系统,离散控制占主导地位,只含少量单参数连续调节回路,且物理位置分散。PLC在这些系统中将依旧发挥主要作用,同时电力设计院和工程公司在这些领域已取得十分成熟的工程经验,因此选用支持Profibus-DP、ControlNet 、Modbus/Modbus Plus等总线标准的产品均是合适的。如这类总线控制系统可以通过转换模件实现与FF总线产品的连接,那么系统中的单参数调节功能宜采用支持FF总线标准的就地智能仪表或执行器完成,并通过操作员实现对就地设备的远程监控和调试。

何时打破行业标准“真空”:应当承认,在我国电力行业中推广应用现场总线系统是刚刚起步,在电力行业内暂时还没有一个专门为现场总线制定的标准,需要打破行业标准“真空”,规范、引导总线技术在行业中的应用。

目前,市场上现场总线产品多样,国际标准也未能实现统一,为了避免今后在电厂或配电网控制中出现由于不同厂家产品通信协议不兼容而带来的问题,国内有关机构或组织应对产品的选择进行规范,通过调研和试点,选择适用于我国电力行业的标准,并以用户需求为导向,促进厂家间通信协议的尽早统一,或寻求一种可以兼容的方式。

四、现场设备

· 赵瑞阳: 

在电厂各系统中涉及到的仪表和装置从传感器、各种类型的过程变量变送器与逻辑开关、分析仪、执行机构到电气的高低压开关设备等不下数百种。虽然目前市场上的现场总线产品也已有上百种,而以单一现场总线标准提供的智能现场设备在规格和品种系列上还不齐全,支持总线标准的国产设备则更少。现在大多数现场智能设备往往只支持一种协议,最多两种协议,如果要将各种不同协议的现场智能设备集成在一个系统中,其复杂程度可想而知。有些专家的观点是尽量采用变送器来代替逻辑开关或传感器,但通常情况下,变送器的价格是逻辑开关等装置的数倍或十倍以上,智能现场总线仪表价格则更高,而在有些场合变送器还并不适用。因此,这些在进行系统规划时,投资方和工程技术人员必须要权衡这些问题。

从上面的问题可以看出,我们所期待的是仪表和设备供应商能提供支持多种现场总线标准的产品,为用户选型和集成系统提供方便。据了解已有一些供应商在这方面有所突破,如美国STONEL公司提供的阀门位置开关就支持ASI、Devicenet、Modbus、FF,还可以通过

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