摘要：随着我国科学技术的快速革新，为我国各个行业的发展带来了坚实的技术基础，尤其是为众多生产企业供电的火电厂企业，借助技术力量，也不断实现了信息化、网络化的发展，尤其书数字化的发展更是在火电厂的现场总线控制技术中得到了广泛地应用和推广，获得了较好的应用效果。本文首先阐述了现场总线的设计原则，然后针对现场总线的特点进行了详细地探讨，最后针对现场总线控制系统在火电厂中的应用进行了讨论，望对业界人士提供有效的参考意见。
关键词：现场总线控制技术；火电厂；应用
前言：
在火电厂的不断发展和建设中，现场总线技术在各个领域获得了较大的突破，并且作为一种新型技术出现在石化、冶金、楼宇、化工、等领域，并且随着各个行业的快速发展，不断获得了长足的进步和发展，为各个行业的制造和生产奠定了坚实的技术基础。不断满足了火电厂的生产需求，呈现了更加稳定地可靠性，强化了火电厂设备信息化、数字化水平。该技术的应用，不仅在火电厂日常生产维护中占有重要地位，而且在生产设备的诊断方面具有突出优势，有效的降低了火力发电厂的运行成本，提升了生产效率，积极推动了火力发电厂的数字化进程。
1现场总线的设计原则
火电厂的现场总线设计必须要遵循一定的原则，保证现场总线设计效果的科学性、安全性、稳定性。
1.1在火电厂的现场总线控制系统中，必须具有完善的自检测功能，能够在生产线进行生产之前就能有效检测影响生产设备的系统故障，防止故障的扩大化，降低火电企业的经济损失。
1.2在运行的系统中，当出现某一控制功能不正常时，就可以采用人工干预措施来改善影响系统部分的控制性能，进一步改善其系统工作效率。
1.3开展具有
多样性和冗余性的测量通道针对影响机组安全的系统，尤其是关键的开关量测点要采取三取二的测量手段，调节重要信号时要采取畅通的三取中的测量手段，关键要控制、保护系统电源，保证其双路供电电源进行自动切换，并且分别来自两路不同的UPS。
1.4在进行设备和系统的控制操作中，要保证不造成保护系统失效，且不影响机组的正常工作。若是卡件和控制器发生故障，保证控制对象要处在安全位置中。
1.5在进行配置控制系统时，要充分体现工艺设备的冗余配置情况，不能因为单个故障造成运行设备发生故障和设备的失效。
1.6针对现场总线网段进行设计过程中，针对总网段总线的总线电压降、干线长度、电流负载、总线型号、支线长度等多方面的内容要与火电厂的设备数量向匹配，选用最佳的拓扑结构形式满足其设计需求。
2.现场总线的特点
2.1现场总线的概念
按照国际电工委员会IEC61158的定义：安装在制造或生产过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的全数字化、串行、双向、多点通信的数据总线称为现场总线。火电厂的智能设备与现场总线构建的控制系统就是现场总线控制系统FCS。集合者现场智能控制设备、控制技术、计算机和通信技术为一体的技术称为现场总线技术。
2.2现场总线控制系统的特点
（1）就地控制分散性较强
就地控制设备具有较高的功能自主性和智能化，针对多数的基础控制功能都可以在控制回路的辅助下完成，FCS借助智能化现场设备可以有效分散控制风险，极大程度地保证了火电厂的正常运转。
（2）系统的可靠性较高
现场总线控制系统可以使得火电厂应用端子柜、I/O模件、隔离器、接线端子的数量，可以直接降低接线和设备的故障导致的停机现象。
（3）系统控制精确度高
FCS通过现场信号采用数字传输，可以有效消除通信方式中数据传输时产生的误差，可以有效提升其传输精度。此外，FCS可以将并行分布式处理落实到控制回路，其控制速度可以比DCS提高2~10倍，能够上升到更高的速度和精度。
（4）有较强的开放性
一致公开现场总线通信，各个厂家的生产设备之间可以及时保证信息的共享和交换，通过现场总线可以有效构建自动化领域的开放互联系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现场总线通信的开放性具有较强的互用性和互操性。
（5）经济性好
现场总线控制系统可以使得火电厂应用端子柜、I/O模件、隔离器、接线端子的数量，大大减少了该类装置的放置空间和机柜，相应的安装成本也大幅缩减。通过对FCS和DCS的比较发现，FCS在施工、材料、设备方面能够节省约百分之四十的成本，具有较强的经济性。
（6）降低了工作强度，提升了工作效率
火电厂应用DCS，诊断范围较窄，不能及时了解生产现场的设备运行情况，但是采用FCS就可以克服这个难关，拓展诊断范围，提升了生产设备的运行监控力度和监控范围，针对不同的情况采取相应的调整措施，保证火电厂企业的常规运行。
3现场总线控制系统在火电厂中的应用
现场总线控制技术在石油、化工、发电等行业获得了广泛地应用，并在实践中不断获得了研究力度的深化和技术的革新，并在火电厂企业的应用获得了良好的应用效果。现场总线控制系统在火电厂的应用提升了火电厂的信息化管理水平，并且具有较强的科学性和先进性，不仅节约了投资成本，而且使得现场设备维护效率大大提升。现场总线控制系统在火电厂的具体应用如下。
3.1现场总线架构及网段
（1）现场总线控制架构
结合现场总线架构和控制系统结构之间的关系，在两者高度配合的状态下，设计最佳的现场总线架构。现场总线主要有四种拓扑结构，分别是总线型、树型、菊花链型、点到点型。在众多的火电厂的实际运行中，经常采用的是树型和总线型的拓扑结构，某些情况下，可以将两种进行融合起来进行应用。
（2）现场总线的网段
对于火力发电厂现场总线控制系统的安全运行来说，网段的设计具有举足轻重的地位，在设计的过程中要充分考虑机组现场总线设备的工艺系统、地理分布、功能、设备的数量等因素，确定总线系统的网络覆盖范围、长度、支路总数、各支路的设备、数量等多方面的内容。
3.2火电厂现场总线实施方案
根据当前火电厂现场总线的布置经验来分析，要充分考虑火电厂工艺特点、子系统等众多维度来综合考虑，具体进行现场总线控制的布置和设置。属于同一个工艺系统的物理空间商和现场总线布置，且现骨干设备在同一个网段分布，要严格按照火电厂的实际条件来落实控制策略和调剂回路。
在火电厂需要相关工作人员对上述系统进行全面的控制，尤其是阀门、电动机等关键设备，强化其控制，保证系统的正常运行。在现场总线控制的设置中，在硬件控制系统中接入指令、信号、位置、分合闸，实现软件和硬件一体化控制，在众多的火电厂的应用中较为常用。此种现场总线结合方式具有较高的故障处理效率，且会自主发生故障预警，同时控制重要的设备，保证机组正常运行。
结束语：
综上所述，在我国众多的火电厂中，现场总线技术已经获得了广泛地应用，使得火电厂的安装、调试和维护等工作更为简单，且逐步深化了数字化、信息化管理的覆盖。但是我们仍然要积极地拓展其研究范围，深化研究力度，为我国众多火电厂中现场总线技术的应用奠定良好的基础。
参考文献：
[1]姚卫星，尹毅.现场总线技术在火电厂中的应用[J].科技创新与应用，2013（21）：140.
[2]曾燕，周会彬.现场总线技术及其在火电厂中的应用[J].长春工程学院学报（自然科学版），2004（04）：8-10.
[3]赫飞.现场总线技术在火电厂控制系统的应用与设计[D].辽宁工程技术大学，2005.
[4]常治国.浅谈现场总线控制技术在火电厂中的应用[J].中国高新技术企业，2015（34）：46-47.
[5]梁国杰，高云鹏.现场总线技术在火电厂的应用与前景[J].化工自动化及仪表，2014，41（07）：745-748.
[6]马玉敏.现场总线技术在火电厂的应用[J].华电技术，2010，32（05）：38-40+43+81-82.
[7]黄冬兰，吴国瑛.现场总线技术在数字化电厂中的应用范围及投资分析[A].2010年全国发电厂热工自动化专业会议论文集[C].2010.
[8]黄河.现场总线控制系统在应用中存在问题的分析[J].芜湖职业技术学院学报，2008，10（3）：47-48.
论文作者:吴国亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/28
标签：火电厂论文; 现场总线论文; 控制系统论文; 现场论文; 设备论文; 系统论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第35期论文;