摘要:現(xiàn)場總線技術(shù)以雙向數(shù)字化通信的鮮明特征和優(yōu)點廣泛應(yīng)用于各過程工業(yè)領(lǐng)域,并在電廠局部取得了成功應(yīng)用。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和設(shè)備具有開放性好、高度信息化、高度分散和低成本的特點。通過對設(shè)備狀況和工程應(yīng)用的分析認(rèn)為,把現(xiàn)場總線技術(shù)集成在主控制系統(tǒng)中應(yīng)是目前階段較適
引言
未來電廠自動化技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)是“建設(shè)數(shù)字化電廠,深化信息化技術(shù)應(yīng)用”,信息化的基礎(chǔ)應(yīng)是數(shù)字化。隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字化已普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的決策層、管理層和監(jiān)控層,但現(xiàn)場的數(shù)字化還處于起步階段?,F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和設(shè)備作為一種全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、雙向通信的新型控制系統(tǒng)和設(shè)備的產(chǎn)生和應(yīng)用,為建設(shè)信息化電廠奠定了基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的發(fā)展和認(rèn)識的提高,現(xiàn)場總線技術(shù)在電廠過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用已從輔助系統(tǒng)和局部逐步走向主廠房機組的控制,并引起了各大發(fā)電集團公司和設(shè)計院的關(guān)注。
1、現(xiàn)場總線技術(shù)及總線設(shè)備
1.1現(xiàn)場總線技術(shù)及特點
現(xiàn)場總線在現(xiàn)場設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)字通信,為滿足現(xiàn)場應(yīng)用的要求,現(xiàn)場總線采用了與一般通信總線不同的應(yīng)用技術(shù),綜合了實時通信技術(shù)、可靠性技術(shù)、互操作性技術(shù),具有開放性、智能化與功能自治性、互用性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度分散性、環(huán)境適應(yīng)性等特點。
上現(xiàn)有的總線及總線標(biāo)準(zhǔn)種類很多,但主要為PROFIBUS現(xiàn)場總線FIELDBUSFUNDATION(FF)現(xiàn)場總線、LonWorks現(xiàn)場總線、CAN現(xiàn)場總線、WorldFIP現(xiàn)場總線、P-NET現(xiàn)場總線、CONTROL-NET現(xiàn)場總線、INTERBUS現(xiàn)場總線、Swift-Net現(xiàn)場總線等9種典型現(xiàn)場總線。
1.2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為第5代過程控制體系結(jié)構(gòu)目前還處在發(fā)展階段,各種不同的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)層出不窮,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形態(tài)各異,有按照現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的新型控制系統(tǒng),有在現(xiàn)有的分散控制系統(tǒng)(Dcs)/可編程控制器(PLC)基礎(chǔ)上擴充了現(xiàn)場總線的功能。主要有二、三層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和
DCS擴展的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等。
1.3現(xiàn)場總線設(shè)備特點及現(xiàn)狀
1.3.1特點
現(xiàn)場總線設(shè)備具有全數(shù)字、高精度、多變量測量、多變量傳輸、計算和控制功能強、分散度高、控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)好、數(shù)據(jù)信息量大等特點?,F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是在PLC、DCS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,具備二者的特點,不僅繼承了DCS分級、分層化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),強化了DCS分散控制的思想,而且使傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生了劃時代的變革。
1.3.2現(xiàn)狀
主要的總線設(shè)備和系統(tǒng)包括:(l)變送器類:目前,世界各大儀表生產(chǎn)廠都相繼推出了現(xiàn)場總線型變送器,通過FF認(rèn)證和支持PROFIBUS總線接口的變送器已經(jīng)有60多種,包括電廠中常用的幾種產(chǎn)品。(2)執(zhí)行器類:現(xiàn)場總線型進(jìn)口電動執(zhí)行機構(gòu)品牌較多,目前廣泛使用的電動執(zhí)行器都支持PROFIBUS或FF現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。國產(chǎn)設(shè)備中也有支持現(xiàn)場總線接口的,但應(yīng)用于工程的幾乎沒有。(3)現(xiàn)場總線型閥門定位器:目前電廠使用的主流氣動調(diào)節(jié)閥定位器中也不乏支持PROFIBUS-PA或FF總線標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。(4)具有現(xiàn)場總線通信功能的低壓開關(guān)柜:現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展使國內(nèi)帶有現(xiàn)場總線功能的低壓開關(guān)柜應(yīng)運而生,總線的協(xié)議還有待于進(jìn)一步統(tǒng)一。(5)DCS:目前,國內(nèi)火電廠采用的主流DCS基本都已提供了各自的現(xiàn)場總線解決方案。如ABB公司的Symphony系統(tǒng)能接受PRoFIBUS和FF現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn);FOXBORO公司的I/A系統(tǒng)支持PROFIBUS和FF現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn);艾默生公司的OVATION系統(tǒng)提供了FF和PROFIBUS-DP現(xiàn)場設(shè)備的接入卡件;西門子公司的TXP-3000系統(tǒng)支持PROFIBUS現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)等。
2、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展及國外電廠的成功應(yīng)用,現(xiàn)場總線技術(shù)和設(shè)備也正逐步應(yīng)用于國內(nèi)一些電廠,并在局部取得了成功的經(jīng)驗。例如山東萊城電廠、國華寧海電廠、江陰夏港電廠等在40OV及以下電動機上采用了支持PROFIBUS接口的SIMOCODE馬達(dá)控制器。華能玉環(huán)電廠鍋爐補給水控制系統(tǒng)等采用了現(xiàn)場總線技術(shù)和儀表設(shè)備、PROFIBUS-DP和PA通信網(wǎng)絡(luò),取得了FCS在電廠成功應(yīng)用的嘗試。
國外應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的電廠當(dāng)以德國尼德豪森電廠為代表。該廠K機組屬熱電聯(lián)產(chǎn)超超臨界機組,該項目全范圍采用了PROFIBUS和HART-BUS2種現(xiàn)場總線。整個機組由于采用現(xiàn)場總線技術(shù),實現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備智能化,設(shè)備狀態(tài)和信息通過總線傳輸?shù)紻CS中,是目前國外智能化程度zui高、采用總線技術(shù)zui全面的機組。
現(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)其他行業(yè)應(yīng)用的事例很多,如中海殼牌南海石化項目,除安全保護系統(tǒng)外,其余的變送器及執(zhí)行器均采用FF現(xiàn)場總線,總線應(yīng)用范圍覆蓋整個石化聯(lián)合項目,是目前在建的世界上zui大的現(xiàn)場總線應(yīng)用項目。上海賽科90萬t乙烯聯(lián)合石化項目已運行l(wèi)a多,是目前世界上已運行的zui大的應(yīng)用現(xiàn)場總線項目。
3、現(xiàn)場總線技術(shù)在機組控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
3.1現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的確定
通過對設(shè)備狀況和工程應(yīng)用的分析及近年來現(xiàn)場總線技術(shù)在不同行業(yè)中的不斷深入應(yīng)用,員逐漸認(rèn)識了各種總線標(biāo)準(zhǔn)適宜的應(yīng)用場合專業(yè)人認(rèn)為PROFIBUS和FF總線比較適合過程控制一致2種總線標(biāo)準(zhǔn)相比,F(xiàn)F較適用于連續(xù)量控制,而PROFIBUS不僅適用于離散量控制,同樣也適用于連續(xù)量控制。因此PROFIBUS和FF現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是在火電廠過程控制中應(yīng)用的。
3.2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇
電廠控制系統(tǒng)的設(shè)計首先要保證安全可靠,因此,擁有成熟技術(shù)的DCS和PLC仍是當(dāng)前電力工業(yè)自動化系統(tǒng)應(yīng)用及選型的主流,把現(xiàn)場總線技術(shù)集成在主控制系統(tǒng)中應(yīng)是目前階段較適宜的設(shè)計方案,對于重要的保護及控制回路仍采用傳統(tǒng)硬接線連接。
在實際應(yīng)用中大多采用將總線技術(shù)集成到現(xiàn)有DCS中,現(xiàn)場總線設(shè)備的應(yīng)用主要在現(xiàn)場設(shè)備層。而火電廠機組過程控制具有協(xié)同、多任務(wù)、復(fù)雜的特點,很多不同控制回路之間相互關(guān)聯(lián)。如果將機組控制任務(wù)分散到現(xiàn)場智能設(shè)備中,將會有大量控制系統(tǒng)分段網(wǎng)絡(luò)之間的通信,從而增大通信系統(tǒng)負(fù)荷,影響信號傳輸?shù)膶崟r性;更重要的是當(dāng)分段網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,不同網(wǎng)段上設(shè)備之間的聯(lián)鎖功能將無法實現(xiàn),嚴(yán)重情況下將影響工藝系統(tǒng)及設(shè)備的安全運行。因此筆者認(rèn)為,在工程應(yīng)用中控制系統(tǒng)依然采用擁有成熟技術(shù)的主流產(chǎn)品DCS,而只在現(xiàn)場設(shè)備層全面采用現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)是方案。負(fù)責(zé)多任務(wù)的調(diào)節(jié)回路控制策略和設(shè)備控制邏輯依然按工藝系統(tǒng)劃分在不同的DCS控制器中集中處理。因此,目前階段現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)建議采用將總線技術(shù)集成到現(xiàn)有的DCS中,將局部使用的現(xiàn)場總線儀表設(shè)備連接到DCS上,利用DCS豐富而成熟的控制功能和軟、硬件產(chǎn)品帶動現(xiàn)場總線的推廣應(yīng)用。
3.3應(yīng)用方案探討
3.3.1應(yīng)用方案設(shè)想
現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用方案的確定應(yīng)遵循的原則:直接影響機組安全可靠性的系統(tǒng)和設(shè)備宜采用常規(guī)方案控制;不純粹為了追求采用現(xiàn)場總線而采用現(xiàn)場總線。具體方案如下:
?。?)整個機組可按照工藝過程劃分為多個子系統(tǒng),工藝系統(tǒng)中的單回路調(diào)節(jié)可放在現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)中實現(xiàn)(也可仍在Dcs控制器中控制)。
?。?)鑒于爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)、汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)對機組安全運行至關(guān)重要,回路處理速度要求高,建議FSSS、DEH和ETS還是采用成熟的常規(guī)控制系統(tǒng)。對個別影響機組安全的閥門及儀表采用硬接線方式。
(3)為保證事件順序記錄(SOE)具有1ms的分辨率,建議SOE信號仍采用常規(guī)DI卡或SOE卡。
?。?)變送器均采用現(xiàn)場總線型智能變送器接入DCS。
?。?)電動執(zhí)行機構(gòu)均考慮采用具有現(xiàn)場總線接口的設(shè)備,氣動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)采用帶現(xiàn)場總線接口的智能定位器。由于主廠房內(nèi)電磁閥控制的二位式氣動閥門布置較分散,不太適合采用帶總線接口的閥島進(jìn)行控制,建議還是采用常規(guī)I/O方式接入DCS。國產(chǎn)現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機構(gòu)可根據(jù)成熟度和造價考慮是否采用現(xiàn)場總線型設(shè)備,目前建議仍采用常規(guī)I/O方式接入DCS。
?。?)現(xiàn)場分散的溫度測點可考慮采用現(xiàn)場總線型的智能溫度變送器接入DCS。對于現(xiàn)場相對集中的溫度測點如鍋爐壁溫、發(fā)電機本體溫度等測點,一方面考慮到對于溫度類信號需要判斷的內(nèi)容和信息并不多,采用現(xiàn)場總線方式接入增加的信息內(nèi)容并不明顯;另一方面,目前階段帶總線接口的智能溫度變送器價格還比較高,如在工程中對全部溫度檢測信號采用總線方式接入將在較大程度上增加投資,所以這些溫度信號建議仍采用常規(guī)的遠(yuǎn)程I/O方式接入DCS。
?。?)機組廠用電動機和廠用電控制采用現(xiàn)場總線,該系統(tǒng)通過機組DCS的通信接口與DCS相互傳輸信號。從機組安全考慮,所有電動機及主廠房內(nèi)重要電源開關(guān)的分/合指令信號、狀態(tài)反饋信號依然通過硬接線方式進(jìn)入DCS,其他信號通過通信接口與機組DCS相聯(lián)。
3.3.2應(yīng)用總線系統(tǒng)的技術(shù)可行性
總線控制系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)可行性主要體現(xiàn)在實時性、可靠性及可用性方面,這是保證機組安全可靠運行的主要因素。
?。╨)實時性:實時性是衡量控制系統(tǒng)是否可用的一個重要指標(biāo),因此總線的實時性是總線控制技術(shù)能否在火電廠機組控制中應(yīng)用的重要判據(jù)。對于常規(guī)DCS,通常要求現(xiàn)場信號的采集周期為所有模擬量輸入每秒至少掃描和更新4次,所有數(shù)字量輸入每秒至少掃描和更新10次;為滿足某些需要快速處理的控制回路要求,其模擬量輸入信號應(yīng)達(dá)到每秒掃描8次,數(shù)字量輸入信號應(yīng)達(dá)到每秒掃描2O次。下面以2種常用總線為例分析總線的響應(yīng)時間。
PROFIBUS-DP總線,采用光纖時傳輸速率可達(dá)12Mh/S,當(dāng)采用屏蔽雙絞線時其通信速率與通信距離有關(guān),通常在200m范圍內(nèi)DP總線的傳輸速率為1.5Mb/S,該總線的響應(yīng)時間約為8.6ms,考慮到非周期性延時通常為2O-3Oms,對于離散量,PROFIBUS-DP總線的響應(yīng)小于每秒10次的刷新時間。
總線的響應(yīng)時間不僅受限于傳輸速率,而且與從站的數(shù)量有關(guān),若系統(tǒng)配置有PA從站,當(dāng)節(jié)點數(shù)為16個時,PA總線的響應(yīng)時間約為166ms,這時整個PROFIBUS-DP系統(tǒng)的響應(yīng)時間約為220ms,滿足4次/S的更新周期。
FF-Hl總線,通信速率為31.25kh/S,在一個網(wǎng)段上的執(zhí)行時間不僅與掛接的設(shè)備數(shù)量有關(guān)且與宏循環(huán)周期有關(guān)。通常負(fù)荷循環(huán)周期不應(yīng)超過宏循環(huán)周期的50%,因此,要保證250ms的負(fù)荷周期,宏循環(huán)周期時間應(yīng)為500ms。
由此可見,PROFIBUS總線和FF總線完滿足機組控制對一般輸入、輸出信號處理的實時性要求。鑒于目前FF總線宏周期一般為100ms至1s,還是無法滿足電廠機組控制中快速處理回路的時間要求(50ms左右),因此,系統(tǒng)中為安全或快速響應(yīng)而設(shè)置的開關(guān)量信號,還應(yīng)采用常規(guī)DCS的I/O模件來處理。
(2)可靠性:分散性是FCS的優(yōu)點之一,也是提高系統(tǒng)可靠性的重要措施,主要通過網(wǎng)絡(luò)分散和控制分散來提高系統(tǒng)可靠性。除將一般控制功能下放到現(xiàn)場,設(shè)計中通過上層網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域劃分和下層網(wǎng)絡(luò)的管理等,做到單一回路的故障不擴大。機組主要控制策略采用常規(guī)DCS方式實現(xiàn),按「藝系統(tǒng)分散在不同的控制器內(nèi),以做到功能分散。由于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的設(shè)計與現(xiàn)場儀表、控制設(shè)備的布置位置密切相關(guān),控制網(wǎng)絡(luò)分段不僅要考慮現(xiàn)場設(shè)備的物理分布,而且要考慮現(xiàn)場設(shè)備之間的工藝相關(guān)性,確保當(dāng)不同檢測、控制設(shè)備處在不同網(wǎng)絡(luò)分段時相互之間聯(lián)鎖、信號交換的實時可靠,確保分段總線故障情況下工藝系統(tǒng)的安全運行,保證局部故障不影響機組的安全性。
冗余是提高系統(tǒng)可靠性的又一重要措施,現(xiàn)場總線系統(tǒng)的冗余通過主站網(wǎng)絡(luò)冗余(主要包括介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò))、總線電源冗余、鏈路設(shè)備冗余、控制器冗余、變送器冗余等實現(xiàn),其中鏈路設(shè)備、電源、主站網(wǎng)絡(luò)冗余是現(xiàn)場總線系統(tǒng)常用的冗余措施。對所有具有冗余總線接口的電動執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動控制裝置等設(shè)備均考慮采用冗余總線連接;控制系統(tǒng)中所有總線電源也可冗余配置。目前FF的H1和PROFIBUS-DP已實現(xiàn)了網(wǎng)段介質(zhì)冗余。為提高系統(tǒng)的可靠性,整個現(xiàn)場范圍內(nèi)的通信光纜應(yīng)有冗余。
提高系統(tǒng)可靠性的措施之三是獨立性,它可通過總線控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)工藝設(shè)備的冗余配置,根據(jù)工藝流程合理配置總線數(shù)量和掛接的現(xiàn)場設(shè)備,確保任何一條總線故障時,只發(fā)生工藝系統(tǒng)的局部故障,不會導(dǎo)致機組處于危急狀態(tài),造成整個工藝系統(tǒng)停運,并將這一影響降到zui小。冗余設(shè)置的現(xiàn)場儀表應(yīng)接入不同網(wǎng)段;工藝上并列運行或冗余配置的設(shè)備,其相關(guān)驅(qū)動裝置應(yīng)連接在不同的網(wǎng)段上。
?。?)可用性:通過后臺管理軟件提高系統(tǒng)的可用性是總線系統(tǒng)的又一大優(yōu)點。以智能化現(xiàn)場儀表為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線系統(tǒng),可提供豐富的自動診斷、狀態(tài)信息等管理功能,并通過數(shù)字通信方式將診斷維護信息送往Dcs,使管理人員通過Dcs的管理系統(tǒng)查詢所有儀表設(shè)備的運行情況,診斷維護信息,尋查故障,以便早期分析故障原因并快速排除。儀表設(shè)備狀況始終處于維護人員的遠(yuǎn)程監(jiān)控之中,從而提高系統(tǒng)的可利用率。
3.3.3設(shè)計中應(yīng)考慮的其他問題
?。╨)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計至關(guān)重要,不僅要考慮系統(tǒng)I/O點規(guī)模、設(shè)備數(shù)量,而且要根據(jù)設(shè)備的地理分布、功能的相關(guān)性等因素設(shè)計各層網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、支路的數(shù)量、支路及分支的長度、各分支掛接設(shè)備數(shù)量等,這些對系統(tǒng)的性能、硬件配置等都有重要影響。因此,各工藝子系統(tǒng)將根據(jù)工藝相關(guān)性和現(xiàn)場布置情況進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段設(shè)計。
?。?)所設(shè)計的現(xiàn)場總線網(wǎng)段中掛接的現(xiàn)場總線設(shè)備總數(shù)、分支電纜上掛接的現(xiàn)場總線設(shè)備數(shù)量、主干電纜和分支電纜長度及類型、電源供電容量和電壓壓降等應(yīng)在現(xiàn)場總線規(guī)定的范圍內(nèi)。考慮到這些限制因素,建議每條網(wǎng)段上掛接設(shè)備的數(shù)量應(yīng)充分考慮余量。
?。?)為減少通信量,同一個控制系統(tǒng)中的檢測儀表、控制器、控制閥等現(xiàn)場總線設(shè)備建議設(shè)計在同一現(xiàn)場總線網(wǎng)段中。
(4)現(xiàn)場總線設(shè)備的功能選擇在設(shè)計時應(yīng)重點考慮。選擇功能塊時應(yīng)綜合考慮減少通信量和降低成本。
(5)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)主要有總線結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、菊花鏈3種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為防止因總線網(wǎng)段損壞造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓,通常采用樹狀或總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接現(xiàn)場總線設(shè)備。
(6)為提高其可靠性,重要回路應(yīng)設(shè)置獨立的網(wǎng)段,其他總線設(shè)備盡量不掛接在該網(wǎng)段上。
3.4工程組織中應(yīng)注意的問題和應(yīng)對措施
以智能化現(xiàn)場儀表為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,其優(yōu)點不僅在于減小電纜量及安裝、調(diào)試等工程量,而且在于維護簡單,具有自動診斷、校正等管理功能方面。建議工程中合理采用后臺管理軟件,充分發(fā)揮現(xiàn)場總線系統(tǒng)信息管理、降低運行維護成本的優(yōu)勢。
從前期調(diào)研、方案規(guī)劃入手克服儀表與控制設(shè)備隨工藝設(shè)備成套供貨帶來的協(xié)調(diào)難的問題。工程前期做好對生產(chǎn)過程控制對象和現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的智能現(xiàn)場設(shè)備的研究,根據(jù)工程特點和需要,合理規(guī)劃現(xiàn)場總線的應(yīng)用范圍,并取得投資方的認(rèn)同和支持;對各種現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)性能、*、產(chǎn)品配套程度、售后服務(wù)、價格和兼容性及與其他系統(tǒng)接口的難易程度等進(jìn)行綜合比較,從而選擇和確定現(xiàn)場總線系統(tǒng)所采用的標(biāo)準(zhǔn)。在主輔機規(guī)范書和現(xiàn)場設(shè)備采購規(guī)范書中按前期規(guī)劃約定所提供的現(xiàn)場總線儀表設(shè)備應(yīng)遵循的總線標(biāo)準(zhǔn)。
3.5技術(shù)經(jīng)濟分析
目前階段在機組控制中全面采用現(xiàn)場總線技術(shù),除技術(shù)上可行外,還應(yīng)考慮投資?,F(xiàn)就采用現(xiàn)場總線設(shè)備后相關(guān)部分的價格變化進(jìn)行粗略的經(jīng)濟分析。采用總線設(shè)備為基礎(chǔ)的DCS的價格約增加10%-12%,總線設(shè)備目前價格還相對偏高,但采用現(xiàn)場總線設(shè)備后在電纜量減少的同時,減少了電纜橋架用量,從而減少了安裝工程量,這里不統(tǒng)計施工工程量的減少,以一臺600MW機組為例,采用現(xiàn)場總線設(shè)備后機組價格變化見表1、2。
從表1、2可看出,一臺機組采用現(xiàn)場總線后的控制系統(tǒng)靜態(tài)投資費用較常規(guī)DCS方案約增加人民幣94萬元,如果考慮到安裝工程量的減少,總投資將會低于常規(guī)DCS。如考慮采用現(xiàn)場總線技術(shù)后帶來的數(shù)字化程度的提高、全生命周期內(nèi)維護管理的方便和成本的降低.收效將會更可觀。
4、結(jié)語
目前階段在火電廠現(xiàn)場設(shè)備層全面采用現(xiàn)場總線技術(shù)和設(shè)備,無論從技術(shù)、設(shè)備情況、應(yīng)用經(jīng)驗、工程設(shè)計還是投資等方面都具備了可行性。隨著市場需求的增長和包括智能儀表在內(nèi)的現(xiàn)場總線產(chǎn)品的大量出現(xiàn),現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠控制領(lǐng)域?qū)紦?jù)越來越重要的位置。數(shù)字通信是一種趨勢,是技術(shù)發(fā)展的必然,從理論分析的角度看,雙向數(shù)字通信的現(xiàn)場總線技術(shù)本身,必將會給火電廠安全經(jīng)濟運行及提高管理水平、建設(shè)信息化電廠帶來實實在在的效益,這是以往在電廠應(yīng)用的任何控制系統(tǒng)無法與之相比的。