摘要：随着火力发电厂规模的扩大以及科技的发展，火力发电厂的自动化技术不断的提升，这也对电厂的生产以及管理工作提出了更高的要求。加强电厂信息化管理，首先就需要建立完善的信息管理系统，并通过系统中各个子系统，及时的收集现场的情况信息，反映生产过程中设备运行状态，并进行故障报警。不仅提高了电厂管理的水平，提升了生产的效率，还有效的降低了事故发生率，对火力发电厂实现管理控制一体化建设有很大的推动作用。现场总线技术不断发展过程中，在电厂电气控制系统中，电气设备都实现了智能化控制以及通信，电气控制系统正向着智能化、信息化的方向发展。
关键词：火力发电厂；现场总线技术；调试
随着社会经济的快速发展，火力发电厂的规模越来越大，自动化技术在电厂中普遍应用。传统的控制系统已经不能适应电气自动化控制的要求，正在被现场总线控制系统所取代。现场总线控制系统采用分布分层的网络结构以及智能测控单元进行信息的采集，大大提高了系统的稳定性，促进了电厂自动化技术的发展，并且能够节约电厂投资，具有良好的经济效益，随着我国科技的发展，这种技术必将被不断的完善，这种技术会被广泛的推广使用，为促进我国电力事业的发展做出更大的贡献。
1现场总线控制系统
现场总线控制系统具有开放性强、分散化以及成本低等特点。目前大多数火力发电厂中使用分散控制系统，也被称为DCS系统，这种系统中的网络结构基本上是闭式结构，目前很多智能设备都无法接入。现场总线系统采用的是分层分布式的网络，这种网络结构具有很强的开放性，可以将控制器的节点分散到现场中，便于接入各种智能设备，并且这种网络结构下，对通信介质没有硬性的规定，有效的缓解了主机的工作压力。
现场总线控制系统还具有彻底的分散性，这就使得系统的可靠性以及灵活性得到大大的提升。这种系统的重组以及扩建都相当简单，可以由专业的人员进行现场的校检以及调试工作，对系统进行维护，降低了维修总工作量，节约了维修的成本。
现对于传统的DCS系统来说，现场总线控制系统的造价要远远高于DCS系统，但衡量一个系统的成本，不能单单进行造价上的比较。现场总线控制系统具有较高的开放性，所以其整体的开发周期就相对DCS系统短很多，这样就大大降低了其开发的成本，另外，其系统的稳定性以及便于维修等优点，都降低了一些额外的成本，总体上来说，现场总线控制系统的成本要远远的低于DCS系统成本。
2火力发电厂两种电气控制系统
2.1EFCS与ECMS系统
EFCS系统与ECMS系统是目前国内最主要的两种火力发电厂电气控制系统，其中EFCS系统是电气现场总线控制系统，而ECMS系统则主要是指电气控制管理系统。这两种电气控制系统除工作原理基本一致之外，其在信息采集上也基本上相同。
2.1.1EFCS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。
2.1.2ECMS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。
2.2EFCS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。
3现场总线技术的应用效果及注意事项
与普通规格的DCS系统来说，因其规模相对有限，使得系统很难将大量的电气I/O数量引入到系统中。而在应用现场总线控制技术之后，ECMS系统的信息容量在很大程度上得到了提升。这使得原本无法进入到系统监测的不少设备，例如：一些主要的就地电气智能装置，均可达到较好的系统监控效果，从而实现现场采集信息及时传输到系统中，并通过分析处理及时反馈至管理人员。此外，通过现场总线通过通信的方式，将所测得的电气状态、遥测、保护等各项信息快速传输至DCS系统中，而自身仅仅只通过开关位置和命令控制的方式即可对其进行记录。除此之外，通过就地能装置的充分利用，即可实现模拟量的迅速采集，并通过数字通信将其传输到DCS系统中，例如：电气设备的电压、电流、功能等信号的快速采集，与传统采集相比，这种就地采样的方式，只需要一根专用的通信电缆即可将其数据传输到DCS系统中，这不仅在很大程度上实现了硬接线投入成本的控制，同时也更利于设备的诊断、维护，与此同时，在对设备事故进行记录和追忆时也具有更高的便捷性，ECMS系统还能够选择合理的方式对设备进行相应的运行维护管理，从而运行人员提供更为准确、便捷的信息，促使其事故现场处理效率也随之提升。
结论
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]文亮.现场总线技术在火力发电厂电气控制系统中的运用研究[J].科技与企业，2014（16）：382.
[2]王秋梅.火力发电厂基于现场总线的电气控制系统方案探讨[J].科技广场，2012（01）：39-41.
论文作者:侯军涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/14
标签：系统论文; 控制系统论文; 火力发电厂论文; 现场总线论文; 方式论文; 通信论文; 电气论文; 《电力设备》2018年第27期论文;