摘要：本文在分析现场总线特点和优势的基础上，阐述了现场总线在火力发电厂的应用情况，希望对同行业有一定参考价值。
关键词：现场总线；火力发电厂；特点优势；应用情况
引言：随着我国科学技术的发展，火力发电厂过程系统发生了很大改变，比如：DCS和PLC技术的应用，很大程度上完善了现场总线控制的数字化和信息化。但是我国对现场总线在火力发电厂中应用的研究还有待进一步深入，基于此，本文就对现场总线在火力发电厂中的应用做了如下分析。
一、现场总线的特点和优势
所谓现场总线其实就是一种比较先进的现场工业控制技术，结合了我国当今社会很多高科技技术，比如：数字通信技术、计算机网络技术、自动控制技术、网络技术、智能仪表技术等多种技术手段，很大程度上打破了传统火力发电厂点对点的模拟信号的局限性，从而形成一种全分散、全数字化、智能、多变量的通信和控制系统。
（一）现场总线的特点
1.良好的开放性和可操作性
DCS系统在形成过程中，不同厂家生产的自成系统，不同厂家生产的设备很难行之有效的衔接到一起，很难实现相互交换和相互操作。而现场总线控制系统打破DCS系统中通信的封闭系统，然后把封闭和专用的解决方案，转变为基于公开化和标准化的解决方案，也就可以把不同厂家生产的设备和系统通过现场总线网络进行连接，从而实现自动化的功能。
2.系统结构具有很强的分散性
相关实践表明，火力发电厂现场设备从结构上而言，大多都属于智能化设备，各个设备都具有很强的的自动控制功能，从而实现从根本上改变DCS集中和分散相互结合的体系结构，形成一种分布式控制系统，实现了火力发电控制功能的分散管理，不但很大程度上提高了控制系统的可靠性，而且极大的简化了控制系统的结构，为实现火力发电厂数字化、智能化管理奠定坚实基础[1]。
3.实现高智能化和功能自治性
通过总线控制系统能够把DCS的控制站功能逐步分散到现场控制设备中，通过对现场总线设备的控制，就可以实现自动控制的基本功能，比如：火力发电厂各项数据的采集和补偿，PID的运算和控制、设备故障自行诊断等功能，同时也可以很好的实现远程监控功能，根据电力系统运行的实际情况，调整运行参数，和对系统故障的定位以及诊断。
（二）现场总线在的火力发电厂中应用的优势
1.能够很大程度上减少硬件数量和投资
由于火力发电厂现场总线系统主要分布在设备前端的智能设备中，能够直接行使传感、控制、报警等功能。从而减少电力系统变送器的数量，而不需要单独的控制器、控制单元等，也不需求DCS系统的信号调整、转换、隔离技术等功能单位和复杂的接线，直接省去大量的隔离器、端子柜等设备，同时也减少了I/O装置和控制室的占地面积，也可以把PC机作为操作站，节省了火力发电厂经营管理的投资成本。
2.降低了安装费用
把现场总线应用在火力发电厂中，能够降低各个系统和设备的复杂性，在一对双绞线往往可以挂接多个设备，从而减少了电缆、端子、桥架的用量，同时减少了连线设计和接头校对的工作量。当需要在现场增加设备控制过程中，不需要重新增设新的电缆和安装工作，通过不完全统计，现场总线在的火力发电厂中应用能够降低安装费用60%~75%。
3.减少维护工作量，提高系统运行的准确性和可靠性
现场总线系统具有很强的自我诊断能力和简单的故障处理能力，然后通过数字通讯设备把相关故障信息和维护信息送到控制室当中，操作人员就可以及时查询到设备运行和维护情况，第一时间内在排除设备故障，确保相关电力系统能过持续稳定的运行。和模拟信号相比，现场总线设备的智能化和数字，能够很大程度上提高测量的控制的准确度，减少不必要的误差。而且现场总线中加强了火力发电厂现场仪表内部的功能，从而减少信号的往返传送，进一步提高了整个系统运行的可靠性和准确性[2]。
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二、现场总线在的火力发电厂中应用需要着重考虑的问题
虽然把现场总线应用在火力发电厂具有很多优势，但是应用的起步比较晚，到目前为止仍然没有成熟的应用经验，比如：在应用标准中包含了很多协议，大大增加了现场总线在的火力发电厂中应用难度，所以在具体应用时，必须精心设计，在满足火力发电厂现场生产对对控制系统需求和安全的前提下，最大限度上发挥总线设备的性能。实际应用过程中必须考虑一下几个问题：第一，现场总线的标准问题，PROFIBUS是目前我国火力发电厂应用最广泛的现场总线标准，其主要优势产品系列比较齐全，但是仍然存在大量问题，比如：现场仪表和设备不支持控制策略，所以相的控制功能只能在中央控制器中完成，所以火力发电厂具体自动化规划设计中，必须结合电厂的各项工艺和生产过程的具体特点，选择最佳的现场总线标准和检测、控制的装置；第二，调试和运行维护问题，我国现阶段掌握现场总线应用技术和开发技术人才比较少，在具体应用过程中往往会遇到各种问题和困难，所以在选择系统集成商时，要尽量选择具有国家或者省级经营许可证的单位；第三，时间确定性问题。在实际应用过程中，现场总线的通信方式不完全相同，主要有两种形式，一种主从式，另一种是广播式。在时间确定上来看的化二者之间具有明显区别，所以在实际应用过程中，必须对二者的区别进行分析，从而选择出最佳的通信方式[3]。
三、现场总线在的火力发电厂中应用
（一）DCS技术和FCS技术结合应用
随着我国科学技术的发展，DCS和FCS技术逐步完善，发展至今，二者在技术上已经从初步实现了初步融合，而大部分DCS系统生产厂家，提供生产的控制系统，都具有接入传统I/O模式和现场总线接口模件，使得DCS的数字化能过逐步延伸到现场智能化设备中，使得DCS能够通过现场总线采集现场智能设备的信息，比如：启动次数、寿命计算、故障诊断等。而这些信息通过传统DCS设备很难实现的，二者技术融合的主要优点为火力发电厂自动化系统提供更加完善的选择。
（二）技术层面上的应用
在技术层面上，由于在DCS系统中采用现场总线大大提高了系统信号的抗干扰能力，提高了系统整体可靠性；同时现场总线的使用，也使得从热工过程到系统的信号转换环节减少，系统整体精度提高；另外现场总线预制电缆的使用，大大减少了传统手工作业的镙钉端
子数量，从而提高了系统的整体安全性[4]。
（三）运行层面上的应用
在运行层面上，由于采用现场总线系统，系统的监控范围从传统的系统端子排扩展到全厂，真正实现了全厂监控；同时由于可方便采集设备的管理、诊断及维修信息，使系统具有完善有效的设备诊断功能，真正实现现场设备的远程编程和维护，真正实现了全厂数据的集中管理，使设备的状态检修成为可能，提供更多的设备信息使操作和维护得到优化。
（四）投资层面上的应用
在投资层面上，由于采用现场总线，大幅减少了控制柜的数量，大幅减少了电缆数量和电缆桥架的数量，从而大幅减少了施工和工程的费用。同时缩短了工程调试周期并减少了维护量，因此减少了项目的综合投资[5]。
四、结束语
综上所述，随着我国社会经济的发展，对电力系统提出了更高要求，火力发电厂作为我国社会发电系统的主要组成部门，开展现场总线的应用，提高运行效率和管理效率就显得尤为重要。
参考文献
[1]贺斌,周康. 火力发电厂电气控制系统中现场总线技术的应用[J]. 电工文摘,2016,02:38-39+50.
[2]梁涛. 火力发电厂现场总线控制系统应用设计[J]. 电气应用,2016,08:26-29.
[3]崔超超,张莹,沈东生,崔逸群. 基金会现场总线在火力发电厂的应用[J]. 华电技术,2016,05:8-10+77.
[4]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.
[5]李土波. 现场总线技术在火力发电厂电气控制系统中的运用[J]. 山东工业技术,2017,01:197-198.
论文作者:张雪华
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/15
标签：火力发电厂论文; 现场总线论文; 设备论文; 系统论文; 控制系统论文; 现场论文; 技术论文; 《基层建设》2017年5期论文;