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現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFIBUS的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

電子設(shè)計(jì) ? 來源:iianews ? 作者:佚名 ? 2020-03-21 08:05 ? 次閱讀

前言

安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室內(nèi)的自控裝置之間的數(shù)字式、串行和多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn),推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和智能儀表的發(fā)展,促進(jìn)了傳統(tǒng)DCS 系統(tǒng)和PLC 系統(tǒng)的融合,并推動(dòng)了FCS(以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為基礎(chǔ)形成的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng))的出現(xiàn)、發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

自現(xiàn)場(chǎng)總線概念提出以來,全球各大知名自控和儀表公司開發(fā)了數(shù)十種現(xiàn)場(chǎng)總線,目前在全球范圍內(nèi)被廣泛認(rèn)可的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)包括:PROFIBUS、FF、ControlNet、PROFINET、PNET等十大總線系統(tǒng)。

隨著電力改革的深入,實(shí)行廠網(wǎng)分開、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的政策,各電廠為降低運(yùn)行成本、減少設(shè)備檢修維護(hù)成本、縮短維護(hù)周期、實(shí)行狀態(tài)檢修,就需要對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視,并將各工藝段自動(dòng)化系統(tǒng)整和在一起?,F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的出現(xiàn),徹底解決了自動(dòng)化孤島問題,使電廠基于設(shè)備狀態(tài)的檢修成為可能。

PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)介紹

PROFIBUS 是目前國(guó)際上通用的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一,以其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)、嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)范、開放的標(biāo)準(zhǔn)、眾多廠商的支持和不斷發(fā)展的應(yīng)用行規(guī),已成為最重要的和應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。

PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議包括三個(gè)主要部分:

? PROFIBUS DP:主站和從站之間采用輪循的通訊方式,主要應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信。

? PROFIBUS PA:電源和通信數(shù)據(jù)通過總線并行傳輸,主要用于面向過程自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通訊。

? PROFIBUS FMS:定義了主站和主站之間的通訊模型,主要用于自動(dòng)化系統(tǒng)中系統(tǒng)級(jí)和車間級(jí)的過程數(shù)據(jù)交換

采用PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu):

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFIBUS的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

從圖中可以看出,采用PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)可以分成現(xiàn)場(chǎng)控制層、監(jiān)控層和企業(yè)管理層三層。

現(xiàn)場(chǎng)控制層

現(xiàn)場(chǎng)控制層由現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、遠(yuǎn)程I/O 和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成?,F(xiàn)場(chǎng)控制涉及PROFIBUS 協(xié)議PROFIBUS-DP 和PROFIBUS-PA 兩個(gè)部分。

PROFIBUS-DP 是高速網(wǎng)絡(luò),通訊速率達(dá)到12M。PROFIBUS-DP 可以連接遠(yuǎn)程I/O、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能馬達(dá)控制器、人機(jī)界面HMI、閥門定位器、變頻器等智能設(shè)備, 一條PROFIBUS-DP 總線可以最多連接123 個(gè)從站設(shè)備。PROFIBUS-DP 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是總線型、星型和樹型,通訊介質(zhì)可以是屏蔽雙絞線、光纖,也支持紅外傳輸,采用雙絞線時(shí),不加中繼器最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)1.2 公里,最多可以采用9 個(gè)中繼器,最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)9 公里。采用光纖時(shí),最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)100 公里以上,其中采用多膜光纖,兩點(diǎn)間最遠(yuǎn)距離可達(dá)3 公

里,采用單膜光纖時(shí),兩點(diǎn)間最遠(yuǎn)距離可達(dá)3 公里。

PROFIBUS-PA 是低速現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò),通訊速率為31.25kb/s,支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、總線型、混合型、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PROFIBUS-PA 主要用于連接現(xiàn)場(chǎng)智能儀表,如壓力、溫度、液位、流量等變送器及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)等??梢圆捎闷帘坞p絞線電纜,也可采用非屏蔽雙絞線電纜,可通過總線供電。

監(jiān)控層

監(jiān)控層由高速工業(yè)以太網(wǎng)以及連接在總線上的擔(dān)任監(jiān)控作務(wù)的工作站或顯示操作站、工程師站、PLC/DCS 控制器組成。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,工業(yè)以太網(wǎng)的通訊速率也在不斷提高,目前工業(yè)級(jí)的千兆以太網(wǎng)已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域大量應(yīng)用。

企業(yè)管理層

企業(yè)管理層由各種服務(wù)器和客戶機(jī)組成,主要由SIS、MIS 和ERP 系統(tǒng)構(gòu)成。其主要目的是在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,將電廠各工藝段(例如DCS 系統(tǒng)、輔機(jī)程控系統(tǒng)等)的數(shù)據(jù)和信息(如過程數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和設(shè)備狀態(tài)等)進(jìn)行匯總,從而集成企業(yè)的各種信息,實(shí)現(xiàn)與Internet 的連接,完成管理、決策和商務(wù)應(yīng)用的各種功能。通過管理層,公司和集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,并通過授權(quán)還可以對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。

PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

開放性

PROFIBUS 是一個(gè)完全開放的、與制造商無關(guān)的、無知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn),全球有超過250 家公司可以生產(chǎn)超過2000 種支持PROFIBUS 的系統(tǒng)和設(shè)備。PROFIBUS 的開放性保證了不同制造廠商的產(chǎn)品的互連,例如西門子公司的DCS 或PLC 可以通過PROFIBUS 連接第三方的遠(yuǎn)程I/O、智能設(shè)備和儀表,這些連接只需要產(chǎn)品制造商提供相應(yīng)的GSD 文件或EDD 文件,然后進(jìn)行簡(jiǎn)單組態(tài)即可實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)際知名的自動(dòng)化系統(tǒng)制造商如:SIEMENS、ABB、EMERSON 等和知名的儀表制造商如:SIEMENS、EMERSON 等都可以提供豐富的支持PROFIBUS 的產(chǎn)品。在電力行業(yè)知名的DCS 制造商如:SIEMENS、ABB、EMERSON、FOXBORO 等都支持PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線,知名的PLC 品牌如:SIEMENS、MODICON、AB 也都可以支持PROFIBUS 總線。

可靠性

PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線已安裝運(yùn)行節(jié)點(diǎn)數(shù)超過1000 萬個(gè),大大高于其它現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。PROFIBUS 是IEC61158 的重要組成部分,并于2001 年成為中國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 10308.3-2001。PROFIBUS 的可靠性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

? PROFIBUS 總線上的數(shù)據(jù)傳輸是完全基于數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)的,這樣可以大幅提高信號(hào)傳輸過程中的抗干擾能力。

? 采用PROFIBUS 總線直接連接現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備,可以減少大量接線點(diǎn),減少了由于接線不牢或接線不規(guī)范引起的故障。

? PROFIBUS 連接智能設(shè)備,減少了A/D 轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié),提高了自動(dòng)化系統(tǒng)的采集精度,為精確控制提供保障。

? PROFIBUS 上各設(shè)備的連接非常簡(jiǎn)單,并可以通過專用剝線工具和PROFIBUS 接頭,減少接線風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)PROFIBUS 接頭可以保證總線上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障不影響系統(tǒng)通訊。

? 支持冗余總線系統(tǒng),提高系統(tǒng)可靠性。

靈活擴(kuò)展

采用PROFIBUS 總線結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng),擴(kuò)展非常方便靈活,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活,可以支持總線型、星型、樹型、冗余環(huán)型等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

? 支持光纖和雙絞線作為通訊介質(zhì),采用多模光纖時(shí),兩個(gè)光電模塊間的距離可達(dá)3KM,采用單模光纖時(shí),兩個(gè)光電模塊間的距離可達(dá)26KM;采用雙絞線不加中繼的A&D AS/PT_SI Newsletter_1_application 4

最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)1KM,采用中繼時(shí)最遠(yuǎn)可達(dá)9KM。

? 一條PROFIBUS-DP 總線最多可以連接123 個(gè)DP 從站,所有滿足PROFIBUS-DP通訊規(guī)約的設(shè)備都可以連接到系統(tǒng)中。目前全球有超過1200 家公司可以生產(chǎn)超過2000 種支持PROFIBUS 的產(chǎn)品,因此具有很強(qiáng)的開放性和可擴(kuò)展性。

? 提供多種接口設(shè)備,用于將冗余DP 總線轉(zhuǎn)換成單DP 總線和將冗余DP 總線轉(zhuǎn)換成PA 總線,可以將DP 總線轉(zhuǎn)換成Asi 總線等,非常便于擴(kuò)展。

? PROFIBUS 同時(shí)可以支持PROFIsafe 協(xié)議,一條總線上既可以傳輸標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào),也可以同時(shí)傳輸故障安全的信號(hào)。

? 提供可用于危險(xiǎn)領(lǐng)域的接口模塊,可以支持在危險(xiǎn)區(qū)域的應(yīng)用。

實(shí)時(shí)性

采用PROFIBUS 總線的系統(tǒng)具有很高的實(shí)時(shí)性,這是由PROFIBUS 總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率高所決定的。

PROFIBUS-DP 總線的傳輸速率可達(dá)12M,是目前通訊速率最高的現(xiàn)場(chǎng)總線。

計(jì)算PROFIBUS-DP 總線的響應(yīng)時(shí)間可以按下面的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算:

t Cycle_DP = (317 x (nSlaves) + 11 x (nBytes) ) x Tbit

317 是一個(gè)常數(shù),表示一個(gè)DP 從站建立通訊連接所需的數(shù)據(jù)位;

第一個(gè)N 表示整個(gè)PROFIBUS-DP 總線上的從站數(shù)量;

第二個(gè)N 表示整個(gè)PROFIBUS-DP 總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總數(shù),單位為字節(jié)。

如果總線系統(tǒng)中還有PA 總線,則PA 總線的響應(yīng)時(shí)間為:

t Cycle_PA-channel = (317 x (nSlaves) + 8 x (nBytes) ) x Tbit

整個(gè)PROFIBUS-DP 系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間為:

t Cycle = t Cycle_PA-channel + t Cycle_DP + t Acylic

從上面的公式可以看到,一個(gè)典型的通過PA 總線連接的智能儀表的響應(yīng)時(shí)間為10ms,一個(gè)典型的通過PA 總線連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間為15ms。

一個(gè)PROFIBUS-DP 從站的響應(yīng)時(shí)間《0.3ms。

因此可以確定PROFIBUS 總線系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)的系統(tǒng)。

PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)

在進(jìn)行PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需考慮如下問題:

? 需要什么樣的網(wǎng)絡(luò)功能

? 是否用于過程自動(dòng)化

? 是否需要安全協(xié)議

? 是否通過總線連接驅(qū)動(dòng)設(shè)備等…

? 是采用4-20 mA, 4-20mA/HART? 還是采用數(shù)字設(shè)備

? 通過PA 還是通過DP 連接

? 用于安全領(lǐng)域還是危險(xiǎn)區(qū)域

? 現(xiàn)場(chǎng)需要多長(zhǎng)的電纜,長(zhǎng)度限制是多少

? 需要哪些過程數(shù)據(jù)(是否需要設(shè)備狀態(tài)信息)

? 需要什么樣的DP 主站接口,接口有什么樣的限制

? DP 從站有什么樣的限制

? 要求的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間是多少

? DP 響應(yīng)時(shí)間

? PA 響應(yīng)時(shí)間

當(dāng)用戶的要求清楚之后,我們就可以根據(jù)用戶的需求設(shè)計(jì)一套適用的解決方案。以一個(gè)新建電廠的補(bǔ)給水程控系統(tǒng)為例來簡(jiǎn)單說明。

我們知道補(bǔ)給水系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、化學(xué)除鹽系統(tǒng)和酸堿系統(tǒng)構(gòu)成,主要工藝設(shè)備包括陰床、陽床、混床、酸堿箱、風(fēng)機(jī)、水泵等,主要測(cè)量?jī)x表包括壓力變送器、差壓變送器、液位計(jì)、流量計(jì)、溫度、酸度計(jì)、堿度計(jì)、硅表、鈉表、濁度計(jì)等;另外還有大量的氣動(dòng)隔膜閥、電機(jī)等。對(duì)于這樣的系統(tǒng),我們可以采用PROFIBUS 總線來完成監(jiān)控任務(wù)。

對(duì)于這樣的系統(tǒng),我們可以采用遠(yuǎn)程I/O 加智能DP/PA 儀表的方式來實(shí)現(xiàn),我們采用IP65/67 防護(hù)等級(jí)的ET200X 遠(yuǎn)程I/O 來采集陰床、陽床、混床、酸堿箱等設(shè)備的參數(shù),IP65/67 防護(hù)等級(jí)的ET200X 直接安裝在現(xiàn)場(chǎng),同時(shí)ET200X 提供模塊化的閥島模塊和馬達(dá)模塊,可以集中監(jiān)控氣動(dòng)革膜閥和小型電機(jī)(《5.5KW)。其他的電機(jī)可以通過SIMOCODE 連接到PROFIBUS-DP。所有的儀表(溫度傳感器除外)都通過DP 或PA 總線連接到系統(tǒng)中。

如下圖所示:

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFIBUS的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFIBUS的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFIBUS的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

我們可以看到采用PROFIBUS-DP 的補(bǔ)給水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)潔,但可以帶來很多好處:

? 設(shè)備狀態(tài)信息監(jiān)視;

? 基于設(shè)備狀態(tài)的檢修;

? 儀表控制室集中校驗(yàn);

? 采用智能馬達(dá)控制器,簡(jiǎn)化電控柜接線,并可監(jiān)控電機(jī)啟停次數(shù);

? 節(jié)省大量電纜;

? 真正分布式控制;

? 采用閥島模塊可以實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)革膜閥的集中控制,節(jié)約壓縮空氣;

? 縮短安裝周期,提前投入運(yùn)行等。

應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

PROFIBUS-DP 是由國(guó)際知名的自動(dòng)化公司,如:SIEMENS、ABB 等公司研發(fā)的,完全是為了滿足工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng),并且在各行業(yè)特別是冶金、石化、市政等行業(yè)都有很多應(yīng)用。

電力行業(yè)是一個(gè)自動(dòng)化程度非常高的行業(yè),如主機(jī)DCS 系統(tǒng)、脫硫DCS 系統(tǒng)以及主要輔機(jī)程控系統(tǒng),這些系統(tǒng)都存在可靠性要求高、監(jiān)控設(shè)備和對(duì)象多而復(fù)雜、實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)。特別是主機(jī)DCS 系統(tǒng),涉及數(shù)百臺(tái)壓力和差壓變送器,數(shù)百臺(tái)電動(dòng)或啟動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),數(shù)百個(gè)溫度測(cè)點(diǎn),系統(tǒng)要進(jìn)行復(fù)雜的閉環(huán)控制、串級(jí)控制、三沖量控制、比率控制,要進(jìn)行設(shè)備連鎖控制,要進(jìn)行復(fù)雜的鍋爐燃燒管理、機(jī)爐協(xié)調(diào)控制。所有這些都需要有高可靠性的控制系統(tǒng)來保證整個(gè)生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)和日臻成熟和電廠信息化要求的提高,基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)將為電力行業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)提供更好的選擇。

目前制約基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)在電廠應(yīng)用主要問題,我認(rèn)為主要包括以下幾個(gè)方面:

? 支持現(xiàn)場(chǎng)總線的智能設(shè)備造成初期投資的提高;

? 有些設(shè)備和儀表不帶總線接口;

? 哪些設(shè)備、儀表信息可以傳送;

? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何變化,如何構(gòu)筑一個(gè)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng);

? 通訊是否可靠;

? 設(shè)備選型的局限性等。

對(duì)于用戶的這些疑問,我們實(shí)際上在前面已經(jīng)多有論述,下面針對(duì)上海某化工廠CO 回收裝置自控系統(tǒng)投資情況進(jìn)行一下比較分析。

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFIBUS的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

從上表可以看出,造成硬件成本升高的主要因素是自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備成本提高約10%,PA儀表成本升高約10%。但是可以大幅減少電纜橋架、控制電纜等附件的費(fèi)用,同時(shí)可以大幅降低安裝施工和自控系統(tǒng)的安裝調(diào)試費(fèi)用,縮短工期。

對(duì)于新建電廠,我認(rèn)為選用帶總線接口的儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變頻器、智能馬達(dá)控制器、閥門定位器等的條件已經(jīng)成熟,因?yàn)楹芏嘀膬x表、設(shè)備制造商如:SIEMENS、ABB、EMERSON 等都可以提供多種可供選擇的成熟的帶總線接口的系統(tǒng)和設(shè)備,而且價(jià)格也越來越與常規(guī)智能設(shè)備接近。而且基于HART 協(xié)議連接變送器的結(jié)構(gòu)已經(jīng)在很多電廠獲得應(yīng)用,在集中校驗(yàn)、提高采集精度等方面取得用戶的好評(píng)。而現(xiàn)場(chǎng)總線是比HART 協(xié)議更全面的總線,因此具有更好的應(yīng)用前景。在新建電廠的DCS、FGD DCS 和輔機(jī)程控系統(tǒng)都可以采用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng),并且已經(jīng)有很多非常成功的應(yīng)用。

對(duì)于老電廠的改造系統(tǒng),由于大量采用非智能儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu),全面更換、更新可能性很小,對(duì)于這樣的系統(tǒng),PROFIBUS 也可以提供很好的解決方案??梢圆捎眠h(yuǎn)程I/O 的方式,通過常規(guī)I/O 模塊采集非智能儀表的信號(hào),然后通過PROFIBUS-DP 總線連接到中央控制器。儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以按設(shè)備生命周期逐批更換。

部分應(yīng)用實(shí)例

PROFIBUS 在電力行業(yè)最典型的應(yīng)用是德國(guó)尼德豪森電廠2X950MW 機(jī)組的DCS 系統(tǒng)。德國(guó)尼德豪森電廠隸屬于德國(guó)RWE 電力公司,該電廠K 機(jī)組采用了熱電聯(lián)產(chǎn)方式,總出力達(dá)到1012MW,由于采用了過程優(yōu)化技術(shù),整個(gè)機(jī)組的效率達(dá)到了45%。K 機(jī)組為超超臨界機(jī)組,主汽溫度為580℃,主汽壓力達(dá)到27MPA。整個(gè)機(jī)組的DCS 系統(tǒng)中由于采用了PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化,設(shè)備狀態(tài)和狀態(tài)信息都能通過總線傳輸

到DCS 系統(tǒng)中,是目前全球范圍智能化程度最高,采用總線技術(shù)最全面,裝機(jī)容量最大的機(jī)組。

除了DCS 系統(tǒng)之外,西門子公司還提供了汽機(jī)的DEH 系統(tǒng)、智能儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、SIS、MIS、馬達(dá)保護(hù)裝置等系統(tǒng)和設(shè)備,并承擔(dān)了控制室的設(shè)計(jì)任務(wù)。

DCS 系統(tǒng)包括2700 個(gè)模擬量輸入、模擬量計(jì)算點(diǎn)845 個(gè)、模擬量輸出點(diǎn)3 個(gè)、流量計(jì)輸入點(diǎn)63 個(gè)、開關(guān)量輸入3798 個(gè)、開關(guān)量輸出67 個(gè),這些信號(hào)中采用常規(guī)信號(hào)的,通過ET200 遠(yuǎn)程I/O 進(jìn)行采集并通過PROFIBUS-DP 與DPU 相連;采用HART 協(xié)議的儀表通過HART 協(xié)議與遠(yuǎn)程I/O ET200 通訊。整個(gè)系統(tǒng)包括721 臺(tái)馬達(dá)、670 個(gè)電磁閥、957 個(gè)閥門定位器、698 臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和350 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器,這些智能設(shè)備均通過PROFIBUS-DP 與DPU 相連。

整個(gè)系統(tǒng)于2002 年12 月投入商業(yè)運(yùn)行,整個(gè)系統(tǒng)只需配備一個(gè)操作員,大大提高了電廠的自動(dòng)化水平。

除了尼德豪森電廠外,還有德國(guó)曼海姆電廠DCS 系統(tǒng)采用PROFIBUS 總線,柏林北部電廠DCS 系統(tǒng)采用PROFIBUS 總線,慕尼黑電廠DCS 系統(tǒng)采用PROFIBUS 總線,禮克林豪森電廠DCS 系統(tǒng)采用PROFIBUS 總線等很多國(guó)外電廠的DCS 系統(tǒng)都采用了PROFIBUS 總線結(jié)構(gòu)。

在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中也有很多應(yīng)用,如江蘇夏港電廠DCS 系統(tǒng)采用PROFIBUS 總線,韓峰電廠DCS 系統(tǒng)采用PROFIBUS 總線,山東萊程電廠DCS 系統(tǒng)以及華能玉環(huán)電廠主廠房外補(bǔ)給水系統(tǒng)均采用了PROFIBUS-DP 總線結(jié)構(gòu)。

因此,可以毫不夸張地說,采用PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線的新一代過程控制系統(tǒng)必將成為保證電廠安全可靠運(yùn)行的生力軍。

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