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        現(xiàn)場總線技術(shù)在660MW火電機(jī)組輔控系統(tǒng)的應(yīng)用

        2017-03-29 09:28:31李志宏
        中國科技縱橫 2017年3期

        李志宏

        摘 要:隨著火力發(fā)電廠機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大,配套的輔機(jī)設(shè)備越來越多,需要檢測的數(shù)據(jù)量越來越大,為了減少硬件投資,降低維護(hù)成本,智能化、數(shù)字化電廠是現(xiàn)代火力發(fā)電廠發(fā)展的方向,現(xiàn)場總線的應(yīng)用也越來越普遍。本文介紹了愛莫生總線800Xa DCS在某660MW火電機(jī)組中采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)成電廠輔助控制網(wǎng)絡(luò)的實踐,分析了出現(xiàn)的問題并提出了解決措施。

        關(guān)鍵詞:火電機(jī)組;現(xiàn)場總線;輔助控制網(wǎng)絡(luò)

        中圖分類號:TM621.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)03-0168-01

        1 前言

        由于分散在現(xiàn)場總線末端的智能設(shè)備能執(zhí)行較為復(fù)雜的任務(wù),不再需要配置單獨的控制器,所以現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)廢棄了DCS的輸入/輸出單元和控制站,把DCS控制站的功能塊分散到現(xiàn)場儀表,從而構(gòu)成虛擬控制站,徹底實現(xiàn)了分散控制,節(jié)省了硬件投資和使用成本。

        2 電廠總線結(jié)構(gòu)

        考慮到火力發(fā)電機(jī)組的控制特點,該電廠以成熟的DCS為基礎(chǔ),無縫嵌入現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)通信模件,連接現(xiàn)場總線儀表和設(shè)備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備驅(qū)動。

        某電廠廣泛使用現(xiàn)場總線設(shè)備,應(yīng)用現(xiàn)場總線系統(tǒng)的信息處理、設(shè)備診斷和設(shè)備管理軟件,發(fā)揮了FCS的本質(zhì)優(yōu)越性?,F(xiàn)場總線設(shè)備涵蓋鍋爐風(fēng)系統(tǒng)、鍋爐煙系統(tǒng)、鍋爐疏水放氣系統(tǒng)、密封風(fēng)系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)、輔助蒸汽系統(tǒng)、開式水系統(tǒng)、采暖加熱站系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng),主要包含現(xiàn)場儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和馬達(dá)控制器。該電廠配置性能優(yōu)良的現(xiàn)場總線儀表和設(shè)備,主要是3051的總線變送器以及總線電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和愛莫生總線總線馬達(dá)控制器M102-P?,F(xiàn)場總線就地控制單元、光電轉(zhuǎn)換器、C1860通信模件、現(xiàn)場總線交換機(jī)以及控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);總線就地控制單元、光電轉(zhuǎn)換器、C1854通信模件以及相對應(yīng)的控制器構(gòu)成了設(shè)備驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);所有現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)單元通過服務(wù)器組成了現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[1]。

        3 兩種主流現(xiàn)場總線協(xié)議的應(yīng)用

        3.1 基金會現(xiàn)場總線的構(gòu)成

        (1)電源FF就地控制單元電源由保安和UPS雙路電源供給,雙路電源分別經(jīng)過兩個獨立的電源模塊PS1、PS2,輸出的兩路直流電源作為電源切換模塊VT的輸入,冗余切換后的電源作為就地控制單元的供電。(2)硬件一個標(biāo)準(zhǔn)的FF就地控制單元由以下硬件構(gòu)成:1個光纖適配器FA1,2個冗余的光電交換機(jī)FESW1、FESW2,冗余的愛莫生總線 800HSE接口模件(每個800HSE有4路輸入信號,1路輸出信號至光電交換機(jī)),電源調(diào)節(jié)器HUB(每個HUB有4路輸入,8路輸出),4個電源防浪涌裝置。

        3.2 Profibus現(xiàn)場總線的構(gòu)成

        (1)電源Profibus現(xiàn)場總線就地控制單元電源供電與FF一致。(2)硬件一個標(biāo)準(zhǔn)的Profibus現(xiàn)場總線就地控制單元由以下硬件構(gòu)成:1個光纖適配器FA1,2個單口光電轉(zhuǎn)換器OZD11-1和OZD11-2,冗余的ProfibusDP模件PLM01,有源終端電阻。(3)Profibus現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)DCS控制器與C1854模件通過Modulebus協(xié)議通信,并通過DCS的交換機(jī)與就地DP總線控制單元形成網(wǎng)絡(luò)通信,以1號機(jī)組輔汽至軸封供汽減溫器前電動門、1號機(jī)組輔汽至軸封供汽減溫器后電動門、1號機(jī)組四抽至輔汽入口電動門、輔汽至空氣預(yù)熱器吹灰電動門為例,根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實際的布置位置,定義該4臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一組:網(wǎng)段名為PB01C1854DP01的PLM01連接凝結(jié)水輸送泵總線馬達(dá)控制器,網(wǎng)段名為PB01C1854DP02的PLM01連接總線執(zhí)行機(jī)構(gòu)輔汽至汽輪機(jī)軸封供汽減溫器前電動門、輔汽至汽輪機(jī)軸封供汽減溫器后電動門、四抽至輔汽聯(lián)箱入口電動門,網(wǎng)段名為PB01C1854DP03的Repeater1連接總現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輔汽至空氣預(yù)熱器吹灰用汽電動門,該3個網(wǎng)段以及網(wǎng)段上連接的智能設(shè)備與控制器、交換機(jī)、服務(wù)器共同組成了Profibus現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)[2]。

        3.3 現(xiàn)場總線的組態(tài)

        800Xa DCS系統(tǒng)主要有兩種組態(tài)工具CBM和Engineering Work-place,其中CBM主要負(fù)責(zé)DCS硬件設(shè)備的組態(tài),總線設(shè)備地址的設(shè)定,應(yīng)用的測試和仿真以及應(yīng)用的下裝,Engineering Work-place主要負(fù)責(zé)總線設(shè)備VB畫面的組態(tài)、邏輯組態(tài)、安全性能的組態(tài)、應(yīng)用的維護(hù)備份與恢復(fù)。

        3.4 現(xiàn)場總線的應(yīng)用與改進(jìn)

        現(xiàn)場總線的應(yīng)用一定要是現(xiàn)場總線系統(tǒng)和總線智能設(shè)備相結(jié)合,否則無法真正實現(xiàn)FCS。該電廠1號機(jī)組輔網(wǎng)原采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖然是一體化智能設(shè)備,但是它屬于Modulebus通信,并不支持與DCS配套的Profibus DP總線標(biāo)準(zhǔn),所以在調(diào)試期間執(zhí)行機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)無法通信。最后增加一套協(xié)議模塊PBMD485-K20,通過該模塊形成Modulebus與Profibus協(xié)議的轉(zhuǎn)換,才使系統(tǒng)得到正常的響應(yīng)。

        4 結(jié)語

        該電廠660MW機(jī)組現(xiàn)場總線涉及單元機(jī)組的絕大多數(shù)系統(tǒng),現(xiàn)場總線控制的使用減少了大量端子和接線頭,大大提高了可靠性?,F(xiàn)場總線的引入打破了傳統(tǒng)DCS一對一的物理連接,結(jié)合現(xiàn)場總線智能設(shè)備的應(yīng)用,組成虛擬控制站,徹底地實現(xiàn)了分散控制;并且由于其結(jié)構(gòu)簡單,節(jié)約硬件,降低了維護(hù)費用,應(yīng)用穩(wěn)定,極大地體現(xiàn)了現(xiàn)場總線的優(yōu)越性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]畢建惠,王芙蓉.現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠機(jī)組輔控系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].中國電力,中國電力,2009(4):49-53.

        [2]張坤,譚曉東.基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計[J].機(jī)床與液壓,2010(22):104-106.

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