摘要：近年来我国火力发电厂发展迅速，为了满足更高的发展需求，需要在电气控制系统中应用现场总线技术来提高电气控制系统的运行质量。本文阐述了现场总线技术自身具备的特点及优势，介绍了火力发电厂电气控制系统的现有类别，指出了在火力发电厂电气控制系统中应用现场总线技术时出现的问题，并探究了使用现场总线技术的具体应用方法。
关键词：现场总线技术；火电发电厂；电气控制系统
前言
为了适应火力发电厂的发展要求，火力发电厂的自动化水平在逐步提升，加强了对火力发电厂的信息化管理方式，努力建立起了智能化的信息系统。现场总线技术的合理应用可以使电气控制系统的控制质量得到提高、减少生产投入的成本、还能简化电气控制系统的安装维护工作，因此，要采取相应的措施来更好地在电气控制系统中应用现场总线技术。
1.现场总线技术的特点及优势
1.1现场总线技术开放性强
现场总线控制系统本身是一种采用分布式结构的框架体系，这点使它具有开放性极强的特点。传统的火力发电厂的控制系统采用的是封闭式网络结构，对单元机组进行分散的控制，导致无法同时使用不同厂家的智能设备。现场总线控制系统可以不受厂商的限制，增加了设备采购的可选择性。现场总线控制系统可以选择双绞线或者光纤电缆等通信介质进行信息的传递输送。
1.2现场总线控制系统具有分散性
在现场总线控制系统中，控制器的节点是散点分布的，这可以让一个复杂的大系统分散成许多个简单的小系统，简化了火力发电厂的管理工作，提高了管理控制效率。同时现场总线控制系统的分散性可以使系统的灵活性得到提高，管理工作人员可以随时根据发电现场的需求来进行重组或者扩建系统。
1.3现场总线技术的投资成本较少
控制系统的总成本包括前期的系统试用、使用过程和维护的费用。因为现场总线控制技术可以通过分布式结构实现一对多的数字信号传输，极大程度地降低了布线的安装成本，同时节省了后期维护的费用。现场总线技术可以对电气控制系统中的设备进行系统化的调试和校验等工作，减少了维修人员的工作量，降低了劳动支出成本。因此现场总线技术具有投资成本少的优点。
2.火力发电厂电气控制系统的现有类别
火力发电厂电器控制系统的类别主要包括两种：ECMS与EFCS系统。
2.1ECMS系统
ECMC系统最先是由中国电力工程顾问集团提出的。该种系统是在现场总线技术的基础上建立的，它具有两种电气控制的方法：一是控制火力发电厂的电气设备与DCS系统进行连接，通过ECMS系统来管理和监视火力发电厂的电气设备与电动机的运行问题，但这种连接只能通过I/O硬接线才能完成，这需要火力发电厂采买大量的硬接线，导致成本过高形成资源浪费的局面；二是通过DSC系统对电气设备进行控制和监控并对电动机进行控制，再利用ECMS系统负责监事管理的工作，电气控制系统的操作人员应该在火力发电机组的控制中心设置ECMS的系统操作。
2.2EFCS系统
EFCS系统是对ECMS系统的整体优化，在ECMS系统的基础上丰富了与DCS系统连接的方式，增加了通信和网络的两种方法，实现了信息数据的有效共享，并且减少了硬接线的使用，降低了控制投资成本。应用EFCS系统可以对放置信息进行重复的采集，简化了系统操作工作的流程。EFCS系统主要是运用以下两种方式进入DCS系统进行监控工作：一是采用“硬接线＋通信”的方法，因为此种方法与传统的硬接线方式在操作原理上大致相同，操作人员能够很快进行掌握。值得注意的是，这种监控方法一般应用在高压电动机和超过1000KW的低压电动机等一些大型的电器设备上；二是采用“全通信”的监控方法，一般应用于小型电气设备上。
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3.现场总线技术在火力发电厂电气控制系统应用时出现的问题
3.1设计中存在问题
一些操作人员对现场总线控制系统在认识上存在偏差，认为系统能够传送的信息量越大越好，这导致操作人员盲目的扩大系统范围，使系统运行的实时性和可靠性直接受到了影响。过于追求信息的传送量会使大量的负荷信息占用通信资源，导致数据通道拥堵，数据更新过慢。
3.2安装现场总线时出现问题
为了使ECMS系统能够稳定的运行，就需要正确安装现场总线。但在实际工程中存在一些现场总线安装问题，只要是由于以下三个方面导致的：一是抵押仇敌开关柜安装不合理，一些施工人员没有为低压柜抽屉预留一段通信网线，导致在插拔抽屉的过程中会出现通信信号不稳定、信号中断的问题，影响整个系统的稳定运行。二是在工程施工中对现场总线的接地工作没有做好，使现场总线易遭到损坏或者受到电磁干扰，导致信号传送出现问题。三是在装置就地职能双通讯口时，对通讯口的接线没有进行严格的区分，导致线路连接错误，使系统不能正常的运行[1]。
4.在火力发电厂电气控制系统更好的利用现场总线技术的具体措施
4.1现场总线技术在电气控制系统的应用效果
在电气控制系统中应用现场总线技术，可以大幅度提升ECMS系统的信息容量，这可以让就地电气智能装置实现系统监控，使工作人员可以通过现场总线控制系统来及时的了解到更多的关于设备运行的信息，提高管理效率。此外，现场总线技术可以把现场总线对电气遥测等遥信信号传送到DCS系统中，还能对开关位置的状态进行记录，同时监测控制命令执行的情况。就地智能装置的有效利用可以对模拟量进行采样，然后利用数字通信再传入到DCS系统中，就地信号采样可以利用一根专用通信电缆就行将信息转入到DCS系统中，这大大降低了对硬接线的投入成本，并且工作人员可以在集中控制室了解到电气设备运行的情况，对发生的故障及时进行维护。ECMS系统可以对设备出现的故障进行记录，工作人员你可以通过ECMS系统查找到解决故障的具体方法，使设备得到专业的维护，大大减少了人力的成本付出，并且提高了工作人员的管理效率，使电气设备能够健康、稳定的运行。
4.2应用现场总线技术时应该注意的事项
由于现场控制系统会涉及到非常多的电气设备种类，但是市场上流通的电气自动化产品的质量也无法得到确切的保证，因此火力发电厂在开发前期应该选择一些综合实力强的集成供应商，这样可以保障设备的质量问题，使现场总线控制系统能够稳定的运行，进一步确保能够发挥现场总线控制系统的优势[2]。在使用现场总线技术的过程中还应该注意现场总线的长短问题，现场总线的长短决定了通讯效率，如果总线长度过长会使信息传输的速度变慢，所以在对总线进行敷设时应该尽可能的缩短长度，并且在布置节点时应该控制支路节点的数量，这样才能保障高效通信。在敷设总线时还应该尽量避开高压动力电缆，可以保障通讯信号不受干扰。在对现场总线系统进行安装调试的工作时应该严格按照正确的安装方案和步骤进行安装，保障系统可以正常的运行。
4.3现场总线技术中总线的选择问题
做好总线的选择工作是保障现场总线控制系统能够安全运行的必要前提[3]。火力发电厂一般是用数据顺序控制对系统进行监控，在监控过程中产生的模拟量信号是用来做监控工作的依据。同时火力发电厂的设备一般都比较敏感，为了保障系统可以稳定运行需要安装继电保护装置，在总线选择时应该尽量选择高速总线，这样可以满足火力发电厂设备对控制系统的高要求。为了保障电器系统的覆盖率，使众多监控设备得以良好的运行，在布置主线和网络时要在抗电磁干扰方面进行有效的防范。
总结
综上所述，在火力发电厂电气控制系统中应用现场总线技术可以系统化的采集信息，降低火力发电厂的投资成本，同时可以排除系统出现的故障，保障电气控制系统可以有序、稳定的运行。因此为了火力发电厂的发展符合新时代电厂发展的要求，就必须在电气控制系统中应用好现场总线技术。
参考文献：
[1]王栋.基于现场总线技术下的火力发电厂电气控制系统研究[J].科学技术创新，2018（15）：36-37.
[2]谌炜.关于现场总线技术在火力发电厂电气控制系统应用的思考[J].内燃机与配件，2018（06）：196-197.
[3]胡建，李伟，刘传荣，等.现场总线技术在火力发电厂电气控制系统中的应用[J].南方农机，2017，48（16）：57.
论文作者:徐成
论文发表刊物:《河南电力》2018年11期
论文发表时间:2018/11/28
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