摘要：近年来，自动化技术在火力发电厂管理中得到了广泛的应用，这极大地推动了我国火力发电厂管理和控制一体化的发展。其中，现场总线技术功不可没。随着火力发电厂的快速发展，提高其电气控制系统的运行质量成为了重要任务，现场总线技术是一种电气控制系统的重要技术，其在控制投入成本，提高控制质量，简化安装维护上均有重要作用。本文就现场总线技术的优势、系统特点以及注意事项对其在火力发电厂中的应用进行探讨。
关键词：现场总线技术；火力发电厂；电气控制系统；应用
1 引言
随着我国火电厂的迅速发展，发电厂的建设也逐渐形成了一定的规模。发电厂的自动化水平也在不断提高，推动了发电厂在生产经营管理上寻求更大的突破。为了提高电厂的信息化管理水平，大量大型火电厂建立了综合智能信息系统。一般来说，大型电厂智能化管理信息系统由多个子系统组成，各子系统直接监控系统中设备的运行状态，并对设备进行预警。此外，一旦设备出现故障或运行不正常，系统能及时分析、解决现场实时和非实时信息，方便工作人员做出正确的判断和决策，提高电厂的管理效率。
2 现场总线技术的主要优势
相对较为老式的计算机系统，通常是运用DCS系统来作为设计结构，因闭合性的特性使得DCS系统不能够进行数据的全面共享，而FCS系统则能够较好的解决上述问题，并表现出以下几点优势：（1）开放性是FCS系统最大的亮点，基本上很有技术细节可以说都处于公开透明状态，为此，各个设备之间均能够非常顺利的进行数据的相互传输，根据IEC11314的国际标准来完成程序的开发，这使得整个系统的设计和开发均处于开放的状态下，用户能够根据实际需要，进行非常自由的开发，同时其也能够与其他硬件更好的进行兼容。（2）FCS系统在进行设计实现的过程中，其单台的PC机能够对以往需要多台设备才能够实现的任务进行了完成处理，大量设备在并行处理的过程中，很大程度上促使其开发效率得到了提升，从而可实现对开发成本的控制，并且在PC环境下，PLC模块同时具备仿真和调试两项功能，故能够促使开发速度得到提升。
3 火力发电厂两种电气控制系统
3.1 EFCS与ECMS系统
（1）EFCS系统。EFCS系统是一种基于ECMS系统经过大量改进之后提出的系统。首先，该系统可在网络上与DCS系统建立起相互连接，同时也可通过通信的方式与DCS系统进行相互连接，从而实现对ECMS系统弊端的有效避免，并实现对各项信息的有效共享，从而实现对硬接线使用的有效控制，并以此来达到降低投资成本的目的，同时通过这种方式还可有效放置信息的重复采集，使得系统的操作更加的简单边界。EFCS系统要进入到DCS系统主要是通过两种监控方式来实现：（1）“通信+硬接线”，这种监控方式主要应用于大型电动机，简单来说就是指电气设备，包括超过100kW的低压电动机以及高压电动机。尽管在监控时，与传统的硬接线的方式存在一定差异，但操作原理基本相同，故值班人员能够容易上手；（2）“全通信”，这种监控方式应用于小型的电动机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在ECMS系统上，还能够结合实际需要作深入的改进，在对DCS系统进行电气控制的同时，还可建立起报警、监视、统计功能以及电能管理的独立监控系统，这不仅能够减少运行维护人员，达到投资成本的控制，同时还能够独立完成各项功能。伴随着科技的持续快速发展，我国对现场总线技术的相关要求也随之统一化和标准化，各种电气设备也随之更加的成熟，并配置了各种各样的连接端口，随着科学技术的快速推进，未来硬接线监控方式将被完全取代，更多的以“全通信”的方式来进行监控。（2）ECMS系统。该系统最初是中国电力工程顾问集团所提出的，其主要存在两种电气控制方案，且均是基于现场总线技术设计获得。ECMS系统所具备的两种实现方案均存在一个相同的弊端，即其均无法与DCS系统实现通信连接，这意味着，必须通过I/O硬接线的方式才能够将其接入，使得现场总线无法更好的发挥其作用，同时还会使得大量资本在硬接线投资上被浪费。两种方案分别为：（1）第一种方案：首先，由机组DCS系统来实现电气设备的控制，并对其进行监视管理；其次，由DCS系统对电动机进行控制，在火力发电厂机组的控制中心，配置了ECMS系统操作站，为其配置相应的操作人员，其主要负责电动机管理以及ECMS系统的监测；（2）第二种方案：该方案与第一种方案存在明显的差异，其主要是运用DCS系统来实现对火力发电厂的电动机与电气设备等的控制，通过I/O硬接线来将其与系统进行连接，再由ECMS系统来实现对电动机与电气设备的监视管理。
3.2 EFCS系统配置方案
本文针对现场总线控制系统配置方案的分析，主要从数据采集和网格结构两方向来分析。首先，从网格结构上来说，现场总线控制系统其结构呈现为明显的两层网三层设备，其中两层网主要包括总线网与以太网，其中总线网主要是指通信间隔层与子站层之间相连接的，以太网则主要是指监控主层与其他所有通信子站层之间的连接；三层设备则主要包括通信子站层、监控主层以及间隔层。该结构本就是开放性的分层分布结构，其不仅能够达到系统功能分层的作用，还可发挥分散设备的作用。而在数据采集时，其主要通过通信和硬线连接两种方式实现，其中通信主要是通过信号的方式将其数据传输到DCS系统中，多用于对监测信号进行采集，但需要运用专门的现场总线控制系统和相关监控硬件设备；硬线连接则主要是通过硬线将实现设备和DCS系统的连接，通常应用于一些控制量信号的采集上。
4 结束语
总而言之，通过运用现场总线控制技术来实现对火力发电厂电气控制系统的过程中，主要通过对现场各项数据进行采集的方式实现，这不仅能够及时掌握现场系统故障，提高运行安全性、稳定性上具有重要意义，同时通过该技术的应用还可有效实现对电厂成本投入的控制，在提高经济效益上也有显著效果。
参考文献：
[1] 李文，梁庚.基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的改造及应用[J].电气应用，2012，01：63-67+71.
[2] 丁爱国.圆盘式真空脱水机控制系统设计及加工方法研究[D].中北大学，2016.
[3] 杜颖魁.基于集散控制技术的烟气脱硫系统的设计与实现[D].电子科技大学，2012.
[4] 占敏.60万吨醇氨联产项目原料输煤系统粉尘治理控制与实践[D].华东理工大学，2014.
[5] 连卫江.火力发电厂辅助车间DCS控制系统的设计与实现[D].内蒙古大学，2009.
论文作者:郭圣伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
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