概 述
現(xiàn)場(chǎng)總線(field bus)，按其國(guó)際電工委員會(huì)IEC61158的定義為：“安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線”;由現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備組成的控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)通稱為FCS(Field bus Control System)。
1 方案設(shè)想
根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用情況，本工程660MW超臨界機(jī)組火力發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)計(jì)方案初步考慮如下：
1.1 智能變送器采用HART現(xiàn)場(chǎng)總線連接
目前發(fā)電廠所配的智能變送器(如壓力、差壓變送器)，基本是帶有HART通訊功能的智能變送器，HART現(xiàn)場(chǎng)總線是1986年美國(guó)羅斯蒙特公司首先研制開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種現(xiàn)場(chǎng)通訊協(xié)議，它在過(guò)程控制儀表普遍采用的4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的基礎(chǔ)上疊加了數(shù)字信號(hào)。這個(gè)數(shù)字信號(hào)是利用頻移鍵控技術(shù)(Frequency Shift Keying)將數(shù)字信號(hào)變換為音頻信號(hào)，協(xié)議規(guī)定信號(hào)的頻率為1200bit/s。這個(gè)音頻信號(hào)正弦波的平均值為零，所以在現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)中不增加直流部分，因此兩根線上可同時(shí)傳送互不影響的模擬和數(shù)字信號(hào)。
目前大多數(shù)電廠只是利用了帶有HART通訊功能的智能變送器的模擬量信號(hào)，而對(duì)數(shù)字量的信號(hào)卻無(wú)實(shí)際應(yīng)用。但國(guó)內(nèi)也有一些電廠已應(yīng)用了帶HART通訊功能的智能變送器的數(shù)字量信號(hào)，如華能威海發(fā)電廠二期工程(2×300MW)機(jī)組，把所有現(xiàn)場(chǎng)智能變送器(每臺(tái)機(jī)組約200臺(tái))的HART信號(hào)送入HART多路轉(zhuǎn)換器，接入羅斯蒙特的設(shè)備管理系統(tǒng)(AMS)，揚(yáng)州二電廠將現(xiàn)場(chǎng)智能變送器(每臺(tái)機(jī)組約500臺(tái))的HART信號(hào)送入OVATION分散控制系統(tǒng),可在控制室的計(jì)算機(jī)上就能監(jiān)視、管理和調(diào)整運(yùn)行的設(shè)備。
據(jù)有關(guān)資料介紹，采用智能變送器HART信號(hào)及AMS系統(tǒng)在提高工作效率、增強(qiáng)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性方面大有益處。采用傳統(tǒng)方法在檢修或日常維護(hù)工作中，要對(duì)檢驗(yàn)的壓力、差壓變送器進(jìn)行解列/投運(yùn)、停電/送電、拆線/接線、拆/裝等工作，檢驗(yàn)一臺(tái)變送器需要使用中、高級(jí)檢修工1.5個(gè)工作日。采用HART信號(hào)及 AMS，變送器檢驗(yàn)工作全在電腦中完成，檢驗(yàn)一臺(tái)變送器只需約15分鐘，大大提高了工作效率。采用HART信號(hào)或AMS，可充分利用智能變送器的功能，在計(jì)算機(jī)上可監(jiān)測(cè)到變送器安裝環(huán)境的環(huán)境溫度，根據(jù)變送器檢測(cè)的環(huán)境溫度，決定是否采用保溫措施，防止測(cè)量管路凍結(jié)或凍壞變送器。在現(xiàn)場(chǎng)變送器的故障報(bào)警方面，采用HART信號(hào)或AMS能夠幫助迅速查明故障原因，縮短故障排除時(shí)間。
本工程可采用智能變送器的HART信號(hào)構(gòu)置設(shè)備管理系統(tǒng)，以提高工作效率，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的支出，并提高測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確、可靠性。
1.2 電動(dòng)門(mén)采用現(xiàn)場(chǎng)總線
在德國(guó)Niederaussem電廠中，現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)用于對(duì)安全特性無(wú)特殊要求的自動(dòng)控制任務(wù)(如汽水循環(huán)、煙氣系統(tǒng)和機(jī)組協(xié)調(diào))，對(duì)于對(duì)安全特性有特殊要求的自動(dòng)控制任務(wù)(如鍋爐保護(hù)和燃燒器管理等)及用于汽輪發(fā)電機(jī)的閉環(huán)控制設(shè)計(jì)(如DEH等)不采用現(xiàn)場(chǎng)總線。
本工程考慮進(jìn)一步擴(kuò)大現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)的范圍。不僅是電動(dòng)關(guān)斷門(mén)采用現(xiàn)場(chǎng)總線，電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)也可采用現(xiàn)場(chǎng)總線。采用的系統(tǒng)范圍也可進(jìn)一步擴(kuò)大，可以考慮參考德國(guó)Niederaussem電廠現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)的設(shè)置范圍，即除了對(duì)安全特性有特殊要求的自動(dòng)控制任務(wù)及用于汽輪發(fā)電機(jī)的閉環(huán)控制設(shè)計(jì)外，其它電動(dòng)門(mén)均采用現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)。現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)的總線網(wǎng)絡(luò)可采用冗余通訊網(wǎng)絡(luò)，以確保控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
1.3 電動(dòng)機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線
