PROFIBUS现场总线在宁海电厂中应用

（二）总线通讯以及系统互连技术

总线系统分为各自冗余的SINEC HI FO工厂总线和终端总线，采用星形耦合器通过光纤电缆连接构成虚拟环型结构，其通讯速度为100Mbps。最大为1024个子站，单环光缆总长最大为4.3Km，可用率高、通讯速度快、容错性好。

所有互连的T-XP组件使用统一的通讯机理和数据结构，并采用统一的时钟，以保持同步。SIMATIC NET总线由电厂总线和终端总线组成，电厂总线用于AS620、OM650、ES680之间的通讯；终端总线用于PU/SU和OT之间的通讯。

T-XP有多种接口模块用于内部系统之间以及和外部系统的互连，其中，IM308-B/C接口模件用于分布式I/O站ET200与AP之间相连。采用基于PROFIBUS-DP的SINEC L2 DP总线系统，一个PROFIBUS-DP总线链可以链接多达8个IM318-B/C 模块。ET200站通过接口模件IM153/ IM318成为PROFIBUS总线系统的DP从站，多个接口模件可构成冗余配置，形成与DCS的无缝链接。PROFIBUS总线可以是双芯电缆或光纤。

四、PROFIBUS-DP在宁海电厂的应用

PROFIBUS总线技术在宁海电厂的应用分为2种情况，一种是简单地采用PROFIBUS总线通讯，通过T-XP系统的PROFIBUS接口模件，将远程I/O站或者其它系统无缝纳入DCS；由于就地设备未能完全实现数字化，这样的系统只能称为数字化DCS的一种形式。另外一种方式是在外围或者相对独立的系统中实现到设备级的现场总线控制。下面分别以DEH和闭式循环水系统为例进行分析。

（一）采用PROFIBUS-DP总线的系统互连

本工程汽轮机组采用了由西门子公司提供的纯电调和高压抗燃油液压伺服系统组成的数字式电液控制系统，主机型号为AS417H。由于汽轮机控制的快速性，DEH需要10ms左右的控制周期，而PROFIBUS-DP适合于分散外设间的高速数据传输，是一种经过优化的高速通信连接，能满足快速控制的需要。

DEH控制系统I/O接口是AddFEM模块，其它信号采集采用其它远程I/O站挂在PROFIBUS总线上。AddFEM模块是专用于汽轮机控制的数据采集处理模块，属于西门子Add7系列，采用专门设计，信号采集周期快达1ms，以适应汽轮机控制中对各种信号的快速采集与处理，其总线地址通过面板上的发光二极管设置。整个汽机控制回路周期为6ms。

为了提高可靠性，主机AS417的CPU、PROFIBUS总线和AddFEM模块都采用双冗余，2个AP通过机柜总线通讯。所有进入控制和保护系统的重要模拟量（转速、功率、压力等）三重冗余，重要开关量三重或双重冗余。冗余信号分别进入不同的AddFEM模块，2个AP并行地进行处理，但是只有主AP输出控制信号。

（二）闭式循环水的现场总线控制系统

1．系统结构

闭式水系统就地设备分布广，就地的控制相对又简单，适于发挥现场总线系统的优点，为此我们在闭式水系统控制中采用了现场总线方案。单元机组开闭式水系统约有34个现场总线设备（智能电动执行机构），分成两个不同区域。

为了提高安全性可靠性，总线光纤、作为总线上的第一类DP主站的AP和相应的光电转换装置也都采用了冗余结构。AP以及其接口模块IM308C和2台光电转换装置置于电子室DCS的机柜中，就地另外有总线I/O柜，内含2台光电转换装置，置于汽机房零米层。

2．执行机构

电动执行机构采用原装进口德国欧玛公司的产品一体化智能型产品AUMA MATIC，带有双通道PROFIBUS-DP冗余总线接口，作为DP从站挂在总线上。开关型电动执行机构可以接受开、关、停数字量控制信号。本体配置手轮和手/自动切换机构以及开、关按钮，并有相应的位置指示灯，以实现就地操作。

3．系统组态与运行

DP主站的AP中的IM308C模件具有用于通信的CPU和存储单元FLASHROM（快速可擦写可编程只读存储器），PROFIBUS-DP网络结构图及相应的用户通信程序可灌入该模件的FLASHROM中。当IM308C启动时，将运行于FLASHROM中的用户程序建立网络结构，通过对AUMA电动门芯片上地址（设备编号）的辨认建立网络连接，而后根据电动门厂家提供的GSD（设备性能描述文件）中读取的参数，最终识别出该设备，从而读取来自执行机构的信息，并发送命令至该设备。

每台AUMA作为总线上的单独从站，其总线地址通过设备上的LED（发光二极管）分别输入。在就地AUMA的面板上，可以设置与阀门有关的参数。一部分与控制相关的参数存储在AP中，并可以通过工程师站修改，即直接通过现场总线修改阀门参数。

通过现场总线与DCS的通信，执行机构的开/关反愧设备故障等一些情况就可得以基本反应，操作员在集控室中，远方对执行机构进行手动控制。执行机构的闭环运算功能以及与其它设备间连锁等开环运算功能，在主站AP中以10ms为周期进行运算