现场总线控制系统在火电厂的成功尝试

制阀岛模块(FESTO公司)，实现对气动阀门的控制。我们定义了4字节输入和4字节输出，包含了气动阀门的控制指令和气动阀的开、关反溃每个气动阀门电磁阀箱中，配置一套ET200x和阀岛单元。

ET200x可通过2组DP通讯接口与DP主站交换数据，经过实验室和现场多次研究和试验，实现了稳定、可靠的通讯。

2.3差压和压力变送器

采用了ABB公司的Profibus- PA 现场总线仪表。在国内以往的工程中，西门子设备与ABB公司现场总线仪表没有集成在一个系统中运行的经验，所以系统建立之初出现了通讯无法建立的现象。经过研究、试验，解决了通讯协议、接口和电子描述软件匹配的问题，并进行硬件设置调整，最终建立了稳定的通讯。

经过组态，PA差压和压力变送器在循环数据通讯中向DP主站传送10字节数据，分为2组。第1组5字节是流量或差压测量值(浮点数)及其状态。第2组5字节为差压或温度测量值及其状态。状态字节共8位分三段，分别表示测量值质量好、坏或值不确定三类状态，在每类状态中还细分为多个子状态。磁翻板液位变送器的输入数据为5字节，数据结构与上述相似。

根据变送器的循环数据通讯，开发了中文界面的状态、诊断信息功能。

三、中文界面的现场实时信息诊断和设备管理软件

现场总线技术的本质性优点在于突破了信号传输的“点对点”模式，现场仪表和设备能够与主控单元、HMI进行双向数据传输。丰富的数据需要实用的软件进行处理、分析和综合成为有用的信息，实现高层次的诊断、管理、优化功能。

在华能玉环电厂水处理FCS系统中，采用了西门子公司的SIMATIC PDM(过程设备管理)软件用于PA仪表管理。PDM软件有一定的局限性，表现在：①PDM是基于EDD标准的软件，仪表生产商必须开发和提供EDD软件，才能被PDM管理，如超声波液位计不能提供EDD就无法管理;②PDM软件需要人工激活，无法自动循环采集现场仪表和设备状态和诊断信息;③PDM软件界面没有汉化。针对上述存在的问题，在本项目中设计并开发了适合火电厂运行及热工维护人员使用的“化水和废水系统信息诊断和设备管理软件”。该软件分别在下位控制器和上位工程师站、操作员站运行，上位机画面使用IFIX3.5设计友好的中文人机界面，使电厂运行和热工维护人员比较容易掌握、便于使用。

该软件分两部分，一部分运行在控制器CPU，自动完成循环通讯数据采集，还可根据工程师站的指令，完成非循环通讯数据的采集，然后对数据进行处理和分析成为状态和诊断信息。这些信息通过OPC通讯方式存储到工程师站的数据库中。软件的另一部分运行在工程师站和操作员站，如OPC通讯、图形处理、指令处理等。呈现在运行和维护人员面前的是中文界面的状态诊断信息和远程设备管理的窗口。

3.1变送器信息和诊断

如2.3节所述，差压变送器的循环数据通讯有10字节，分为2组。如某变送器定义在控制器内存中映射地址I524～I533。它们代表变送器测量的2个物理量及其状态。第1组I524～I527是第一测量值(浮点数)，I528是其状态值。第2组I529～I532为第二测量值，I533是其状态。状态字节共8位分三段，分别表示测量值质量好、坏或值不确定三类状态，分析每类状态中的子状态，设计了中文界面的状态、诊断信息窗。“质量好”的子状态包括正常、高1/高2报警、低1/低2报警、事件更新;“质量坏”子状态包括设置错误、设备故障;“值不确定”子状态包括超出范围、设备重启未更新、手动模拟状态、补偿传感器失灵。中文界面窗口见图3-1。

图3-2 变送器信息诊断窗口

3.2 超声波液位计诊断信息和管理

超声波液位计由于不具备EDD文件，所以PDM软件无法管理。在研究了该设备通讯数据结构的基础上，编程组态了循环周期通讯数据-输出7个字，输入10个字，开发了状态诊断信息显示和远程参数设置的功能。中文界面窗口见图3-2。该软件功能使运行和热工维护人员能够在集控室监视仪表的运行状况，进行参数检查和维护设置。这样不仅减轻了劳动强度，提高了工作效率，而且增强了系统的可靠性和可维护性。　　

图3-2 超声波液位计诊断和管理窗口

3.3 电机控制和保护单元(SIMOCODE)

利用其循环通讯数据，形成了状态和诊断信息，这些信息包括：正、反转、停止、自动/手动、过载报警、电气报警、电气故障等状态，以及断路器保护跳闸、断路器异常失电、母线电压低等电机跳闸原因。模拟量为电动机电流。这些信息显示在供运行员使用的窗口中(参见图3-3)。