文档介绍：现场总线的发电厂机组控制应用研究
作者:张翼1, 2韩兵1
摘要:论述了国内外火电厂目前现场总线的应用状况,并针对机组控制特点,对火电厂在现场设备层采用现场总线系统的配置、设计原则、注意事项进行了分析。通过技术及经济上的比较得出,应用现场总线技术将带来全厂管控数字化和全生命周期的设计、安装、调试、运行维护成本节省等有利因素,可在机组现场设备层面逐步推广采用现场总线技术。
0 引言
    现场总线控制技术作为一门新兴技术,已广泛、成功地应用在石化、化工、冶金、医药、市政工程、楼宇、建材等多个行业。与其形成鲜明对照的是现场总线技术在电厂过程控制中的实质性实施却始终不多,究其原因主要有以下几点:
    ①从2002年下半年开始,电力供应缺口导致大量电厂项目工程建设的主要精力放在如何在最短时间内完成项目设计任务,常规技术方案自然成为首选;
    ②工程技术人员对现场总线技术优势的理解仅局限于节省电缆、功能分散、设备信息数字化,缺乏应用的积极性;
    ③电厂过程控制回路具有相关度高、控制功能复杂、安全性和稳定性要求高等特点,要求对现场总线技术的切实掌握和实践验证;
    ④现场总线仪控设备比常规仪控设备价格高,总线型设备的选择范围还相对较小,也在一定程度上阻碍了现场总线技术在电厂过程控制中的大量应用。随着认识的提高和技术的发展,这样的局面近期已有所改变。如在华能玉环电厂补给水、废水系统中成功实现了现场总线技术的全面应用,化水控制系统在较短时间内完成了安装、调试,并很快投入运行,由此说明了现场总线在电厂辅助生产控制系统中应用是完全可行的。
1  国内外现场总线火电厂应用现状
    山东莱城电厂扩建工程3#、4#机组采用西门子TELEPERM-XP分散控制系统,400V及以下的电动机在开关柜中配套西门子公司的SIMOCODE电动机控制保护设备,通过ProfibuS现场总线与TELEPERM-XP相连接。目前电厂已投入运行,现场总线系统运行基本稳定。江阴夏港电厂5、6#机组(2×330MW)采用Fox-BORO公司的FA分散控制系统,380V开关柜采用西门子公司的SIMOCODE电动机保护控制设备,通过Profibus-DP与FA分散控制系统相连接。6kV马达采用WDZ400系列国产智能装置,重要信号通过硬接线与分散控制系统相连,其它信号通过Modbus总线与FA分散控制系统连接。浙江国华宁海发电厂(4×600MW )控制系统采用西门子TELEPERM-XP分散控制系统。现场总线控制系统的控制范围为闭式水系统34个现场总线电动门(现场总线电动门配AUMA公司的AUMATIC电动执行器),现场总线标准为Profibus-DP,采用冗余总线接口与TELEPEM-XP连接。
    华能玉环电厂(4×1000MW)在锅炉补给水系统、废水系统中完全采用Profibus现场总线技术通信的方式,将气动门电磁阀、气动调节阀、流量变送器、压力变送器、化学分析仪表、水泵电动机、风机电动机、加药变频器等控制设备连在一起。所有的底层设备都具有数字通信接口,从控制室到现场之间除了工作电源外,没有任何直接的控制硬接线,所有的控制室的指令和现场设备的状态信息都通过现场总线进行传输。目前已成功投入运行[3]。
    上世纪90年代末,现场总线控制系统就