现场总线技术介绍和现场总线系统应用研究

用。

　　3某电厂机组主厂房外水系统现场总线选取

　　主厂房外水系统的工艺特点

　　◇重要性

　　各辅助系统（车间）的运行状况关系到整个电厂的正常运行。某套系统一旦出现问题，必须及时处理，积极联络，合理调整，否则将影响全厂机组的安全经济运行。

　　◇分散性

　　化学补给水处理系统、凝结水精处理系统、机组汽水取样/化学加药系统、净水处理系统、废水处理系统、循环水加氯控制系统、生活污水处理系统等采用独立系统（车间），遍布于全厂，相互之间距离较远。

　　◇非连续性

　　各辅助系统大都是间歇式运行，即在一定的要求后才进行操作，满足一定的条件后，系统停止运行，等待下一次运行。只有凝结水精处理系统系统需要随机组长期连续运行。

　　◇开关量控制为主

　　开关量控制占辅助系统控制的绝大部分，大量的阀门、电磁阀、电动机等要受联锁条件的逻辑控制，主要以设备的状态、阀门的开关、电机的启停、压力流量和料液位的限值等条件进行控制。模拟量控制集中体现在各加药控制环节上。

　　◇运行环境条件

　　各辅助系统（车间）运行环境较复杂，部分车间往往粉尘较大、环境温度及湿度变化范围较大、部分车间有防腐蚀要求、部分车间有防爆要求。

　　根据主厂外水系统的控制特点，结合各现场总线标准的特点及应用领域，在某电厂机组主厂房外水系统选用Profibus-DP和FF现场总线两种总线解决方案进行控制。

　　4 某电厂机组主厂房外水系统现场总线设计方案

　　本工程辅网硬件为艾默生公司的Ovation控制系统控制器、Profibus-DP和FF总线接口装置。下面简要的对这两种现场总线模块进行介绍。

　　Ovation基金会现场总线现场总线模块

　　每个Ovation控制器可连接多达12只现场总线FF模块。每只FF模块可支持2个H1现场总线分支，每个H1现场总线分支可连16只支持总线驱动的现场智能仪表。OvationFf现场总线模块可以控制现场智能设备和Ovation控制器之间的通讯。OvationFf现场总线模块提供了标准的连接端子，使用带屏蔽的一对双绞线缆连接现场智能设备，通信和供电都通过这对线缆实现。OvationFf现场总线模块通过本地I/O总线与Ovation控制器连接。这等同于一个拥有很多通道的超级I/O模件。控制器可以象使用其它I/O数据一样将这个模块的数据用在控制逻辑、报警等应用中。

　　Ovation Profibus-DP现场总线模块

　　每对控制器最多支持12个ProfibusDP现场总线模块，即24段单主控现场总线分支或者12段冗余主控现场总线分支。Profibus-DP总线采用主从通讯模式。每段总线支持32个从设备，加中继器时最多支持126个设备。

　　OvationProfibus-DP现场总线模块作为总线段的主设备而工作。模块采用标准的RS485传输技术。这种传输技术一般被称为H2，可以用于高速传输、安装简便而且便宜的场合。

　　Profibus总线支持增加和删除从设备，可以逐一投运设备，而不影响其他设备的正常运行。未来总线段的扩展也不会影响到正常运行的从设备。Profibus-DP技术基于带终端器的总线，每个连接器都能提供可切换的终端器功能。Ovation系统一般将这种终端器设置于总线段的两端。过程信号从DP接口模块进入Ovation控制器后，可以直接应用于控制策略中，如同传统的直连式I/O。有些Profibus-DP设备能够提供诊断信息，可以显示于专门的诊断窗口，也可以被Ovation系统所使用。

　　由于本工程在主厂房外水系统确定采用现场总线时，超滤及反渗透设备已经招标，厂供的表计不带总线接口，所以这些表计采用硬接线方式接入控制系统。其他设备按以下原则进行设计：

　　气动阀电磁阀箱DO信号，电气MCC控制DO信号、DI信号、电动阀DO、DI信号采用PROFIBUS-DP总线。电流AI信号，表计AI信号，电动调节阀AO、AI采用FF总线。气动阀门的电磁阀箱采用阀岛，其DO信号以现场总线方式接入控制系统；MCC采用智能马达控制器，DO、DI、AI信号以现场总线方式接入控制系统。

　　本系统控制方案由2层通讯结构：上层为操作员站与控制器间的高速工业以太网通讯；控制器与现场设备之间采用现场总线通讯。考虑到主厂房外水系统的重要性以及系统设备众多，为该系统配备5对冗余的Ovation控制器，其锅炉补给水预处理系统1对，锅炉补给水除盐处理系统1对，工业废水+储氢1对，循环水处理2对。

　　下面以其中一对控制器为例说明各网段的FF总线和Profibus-DP总线的设备连接形式及所采用的总线电缆的型号。FF总线为带电总线，现场采用“鸡爪形”的拓扑结构，每个智能现场设备通过FF总线电缆接入FF总线通讯接线盒，接线盒又通过FF总线接入控制柜的FF电源调节模块。

在接线盒中安装一个现场终端器，该终端器有醒目的标签，防止因疏忽被拆卸。另一个终端器