一、现场总线的概述
现场总线：现场总线是安装在制造或过程区域的现场设备与控制室内的自动化控制装置之间的数字式、串行、多点通讯的数据总线。现场总线优点：减少电缆及安装敷设成本，节省卡件、机柜及控制室空间，安装简单，减少工程图纸，提供更多的智能信息，先进诊断，维护简单。
中煤板集电厂DCS系统为艾默生过程控制有限公司的OVATION系统。现场自动化仪表设备根据电力行业工程经验主要选用了Profibus-DP现场总线和FF H1现场总线（部分设备也支持Hart现场总线）。通过中煤板集电厂一年多应用实践看，Profibus-DP现场总线在设备兼容性、可靠性、可用性等方面完全满足电力的安全生产要求，值得推广和应用。
二、Profibus-DP现场总线
1、Profibus-DP特性：符合IEC 61158-3，最多连接127个节点（包含主站），能与执行器、传感器互连，传输频率为9.6k-12M bit/s，最远距离达23.8Km。板集电厂数据传输介质为双绞线，距离较远采用光缆。
2、Profibus-DP通讯协议：全数字双向通讯协议，主站周期性地读取现场设备信息并周期性地向从站发出信息。传输技术：RS-485双绞线或光缆。通讯：点对点。板集电厂目前使用的为单主站系统，即在总线系统的运行阶段，只有一个活动主站。
3、Profibus-DP通讯协议注意事项：通讯距离越长，容易受到干扰，支持的通讯速率越低。板集电厂采用A型电缆（波特率设为500Kbit/s，距离小于400米），物理网段终端设有源终端电阻。
Profibus电缆接地方式为单侧接地，电缆敷设应与动力电缆分离。
4、Profibus-DP通讯地址设定（设置地址需注意地址是十进制还是十六进制）：在设备上自带的操作面板上设置，在从设备的硬件拨码设置，通过软件串口连接从设备进行设置。
5、Profibus-DP卡件及安装：卡件为半双工通讯。安装方式为非冗余、卡件冗余、通道冗余等方式。现场常用通道冗余或卡件冗余方式。
6、在Ovation系统添加从 设备，应用步骤。
A、添加Profibus-DP卡件驱动，在相应的控制器Download下装组态文件，Clear控制器，Load控制器。
B、根据卡件位置，选择相应的槽位，添加Profibus-DP模件卡。定义“Ovation Module”窗口名称、卡件型号、设置模件参数。在对应控制器内定义点信息，添加相应RM点，设置卡件参数、位置、权限等。
C、找到相应卡件下相应端口，定义总线端口点名，便于端口诊断。在Ovation Developer Studio软件，生成RN点。将配置好的控制器Clear、Load操作。
D、更新Profibus模件的Fireware。Download成功后，Reboot Module按钮，完成更新。如不能重启，则重新插拔下卡件。
E、定义Port（1/2）端口，打开相应端口位置，组态端口信息，注意网段选择和通讯波特率设置。
F、添加从设备：进入相应端口，在窗口内拖动从设备（相应GSD文件需支持相应从设备）进入“Profibus-DP”总线。双击新添加的从设备，组态添加从设备相应模块。从设备标示名。
G、修改从设备地址，打开相应从设备的工程窗口，右键点击相应从设备，组态从设备参数。需注意的是从设备地址设置要与从设备实际地址一致，对设备总线参数（波特率、通讯类型等）进行设置。
H、建立从设备信号，配置从设备信号点信息、权限设置。将新建立的点拖入相应设备内进行关联
I、找到相应从设备，建立从设备诊断点。
J、清空（Clear）控制器，装载（Load）控制器，load时，需要装有总线的服务器在运行。
K、确认和校验端口和从设备，完成相关通讯点试验。
三、诊断点应用
Profibus-DP总线诊断主要为DP卡件的端口信息诊断及执行器本身信息诊断两种。由于总线的通讯为数字量，不同于常规硬接线执行器，因此对端口诊断和执行器诊断尤为重要。对于总线设备及总线卡件来说，毕竟是电子设备，只要是电子设备则有死机的可能性。一旦设备出现死机或通讯中断，则相应信号会保持当前值。如不能及时发现通讯中断现象，则非常容易导致导致调节参数失控或保护失灵。
以板集电厂从设备执行器20HFW30AA001的诊断点为例说明。
1、如下图，组态完的总线设备20HFW30AA001如下，其地址设置为14。从设备内部SLOT1依据设备说明及其DDS不同卡件关联相关点信息（需注意字节、位的区分），以便于逻辑组态及引用。
2、相应诊断点信息数据位在OVATION系统说明如下图。可以看出，当前诊断点二进制数据值为0111 1010 0100 1101。而下面每一位则对应不同点信息。比如，BIT0为1，则表示该设备已组态完成；BIT6为1，则表示该设备端口1正常使用；BIT7为0，则表示该设备端口1正常使用。
3、了解相应点信息数据后，对相应信息进行组态。根据相应数据位含义组态总线诊断画面。通过组态画面，将诊断点各数据对应需要的颜色变化，便运行及检修人员及时发现总线问题。中煤板集电厂总线诊断画面如下图：
四、结束语
中煤板集电厂两台1000MW机组是国内火力发电机组中在主机采用总线设备最多的机组，电厂相关技术人员在总线设备应用及诊断方面取得一定实践经验，提高了总线设备使用的可靠性。目前板集电厂热控人员正积极探索研究总线设备信息的深度使用，摆脱传统硬接线信号限制问题，进一步发挥总线设备优势。
论文作者:金青峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
标签：设备论文; 总线论文; 组态论文; 端口论文; 电厂论文; 信息论文; 通讯论文; 《电力设备》2018年第22期论文;