现场总线技术在电力中的应用研究

＊崔庆凯

(中国华冶科工集团有限公司 内蒙古 014000）

现场总线技术在电力中的应用研究

＊崔庆凯

(中国华冶科工集团有限公司 内蒙古 014000）

随着我国通信技术的不断发展，现场总线以其独特的开放性、数字化、互动性的基本特征在通信系统中发挥了重要的作用。相比于过去传统的集散控制通信系统，现场总线系统可以很好的在确保通信机能的基础上更好的实现稳定传播、高效传播、使用成本较低的综合目标。因此，本论文就在此背景下主要先对现场总线的基本概念与特征作全面的分析，再着重研究现场总线技术在通信系统中的所发挥的重要作用，最后在深入探析现场总线技术在我国的通信发展中的应用实践能力。

现场总线技术；通信系统；电力发展；应用研究

在我国传统的电力系统中，常常会遇到相应的电力过大或者是电力受阻不通畅等问题，为此工作人员常根据此问题制定出相应的对策，而现场总线技术就是最具创新性的对策之一，其是在传统的电力控制技术的基础上突破了原有的技术障碍，更好的在控制电力系统的过程中应用了新型的地底层控制网络形式，这样才能更好的改善原有的电力运行系统，使其朝着专业化、高效化与数字化的方向发展。

1.现场总线的基本概念与特征

(1)现场总线的基本概念

现场总线是一种来源于上世纪80年代的新型数字通信技术，其主要可以应用于相应的生产施工现场、电力调度工作以及微机设备之间的多节点数字通信工作中，因其独有的应用范围与使用方式，在具体的使用过程中其也被称为是一种具有全方位数字化控制系统的底层网络中心。现场总线可以有效处理现场设备，如执行控制器、机构、智能化仪表等之间的数字通信，而且能够在现场控制设备和高级控制系统之间实现较好的信息传递。现场总线由于良好的可靠性、经济实用以及解构简单等方面的优势，使得其在许多领域能够得到广泛应用。

(2)现场总线技术的特征

现场总线技术的特征有很多，比如其良好的互用性、开放性、功能自治性、互可操作性、系统的分散性、智能化以及现场环境适应性等。由于公开的通信协议，不同生产厂家的设备之间，实现了良好的信息传递，能够建立底层网络开放系统。在上述现场总线概念内容的基础上，笔者接下来主要针对其的基本特征做起全面的分析，主要有以下三点，分别为：

①操作性与互助性

过去我国电力科学技术还未得到完全发展的时期所用的电力系统是一个自我封闭的环状系统，只能单方面的传递相应的通信信息，并不可以实现相应的互助与互享机能。而在现场总线技术的引导下，我国的电力系统可以逐步的突破环状结构，逐步朝着双面循环结构的样式发展，这样就可以实现一定的操作，更好的实现互助互享的目标。

②智能性

在过去所使用的DCS中必须要有以下三种基本的介质，分别为：操作中心、控制站以及现场的设备连接才可以运转并得到使用，同时该DCS的运转方式也是较为普遍的单相传递形式，在数字信号传递的过程中难免会因为外界因素的干扰产生相应的误差。而现场总线技术的智能性则可以很好弥补这一缺点，其通常在FCS中采取的是一种双向的数字信号传递形式，其能够将传感的测量与补偿计算应用于现场的设备运转中，更好的实现自动控制与调控功能。

③适应性

根据现场总线的基本概念可知，其是一种地底层的网络控制中心，主要是用于现场环境的调控。因此其在使用的过程中也具有较强的适应性，同时其也支持相应的双绞线、光缆线、红外线以及电力线，并在使用的过程中能抗除外界的一些必要干扰。

2.现场总线技术的重要作用

由于技术背景和经济背景的差异，现场总线技术的应用实践也存在着不同。大致来说，现场总线技术一般分为三级网络，链接四个层次。三级网络具备各自的信息传递功能，主要是将电机启动器、变频器、红外水分仪等直接接入PROFIBUS-DP 网；第二级网络，主要是通过数字量传感来执行简单的设备操作，如光电开关、接近开关、行程开关、电磁阀等，这些设备的控制主要是通过现场I/O接入 PROFIBUSDP网。第三级网络，链接客户端和信息监控，主要是将监控服务器、现场监控机、PLC、独立主机控制段的PLC接入工业以太网；监控服务器、中央监控机、数据库服器和客户机接入 Enter net 网。

由于现场总线技术具有诸多的优点和特征，使得其在应用中具有很大程度的适应性。现场总线技术能够在运用中体现出诸多的优势，具有十分重要的作用。

(1)降低维护成本

现场总线技术在应用过程中，如安装、维护和布线电力系统等环节，都可以节省不少成本。电力传输过程中，现场总线技术可以实时追踪信号，这与传统控制系统相比较，可以最大限度降低成本。现成总线技术一般采用统一的电力设备，这可以节省大量的电力系统的人力、财力和物力，进而最大限度的降低电力系统安装工程的复杂程度。现场总线技术中自动诊断故障、排查故障的功能，还可以减少维护人员的工作量，从而实现维护成本的降低。

(2)提高可维护性

现场总线技术具有十分重要的现实作用。电力传输设备通过现场总线技术能够最大限度减少连接线与连接点的数量，进而实现电力系统的稳定性。假如系统中任何一个点出现故障，现场总线技术也能够为故障的分析和排查提供极大的便利。并且，通过采用现场总线技术可以实现在线故障排查与诊断等功能，从而大大提高系统的可维护性。

(3)有利于数字通信自动化

需要传播的信号能够通过现场总线技术的应用形成所需的数字信号，之后利用现场总线技术的通信功能实现信号的传播。自动化数字通信能够发现传统信息传递中不易被发现的故障，更加有利于故障的处理和解决，避免系统在故障状态下的运行出现安全问题，从而实现客户之间的联系与沟通。特别在多站点之间，现场总线技术能够轻易实现较好的双向通信功能，进而实现通信质量与通信速度的提升。

3.现场总线技术在电力自动化中的应用

现场总线技术以其独特的操作性与互助性、智能性及适应性对于电力的测量与数据信号的传递都有着较大的控制优势，能够在一定程度上减少信息传输的误差性。同时，在电力系统的运转中运用新型的现场总线技术可以很好的转化电力系统的运转负担，使其更好的进行内部运行，有效的提高电力系统的稳定性。实践证明，在电力自动化中运用新型的现场总线技术可以很好的分散现场的总线设计，建立起有效的分布式结构形式，进一步提升电力系统运转的可靠性。除此之外，还具有以下三点基本功能：

(1)更好的促进了电力系统的自动化通讯

在现场总线技术的运用中，其基本的流程大致如下：第一步首先先接收上一层的电力信息，再将这些电力信息经过内部的运行转化为一定可供识别的数字信号，其次再将这些经过转化的数字信号通过数字通讯的方式进行传递，最后再将所传递的数字信号进行一定的整理收集与归纳，形成强大的数据库，便于后续的操作与应用。因此这种新型的现场总线技术不仅可以很好的将电力信息进行有效的传递，还可以更好的避免传递故障的产生。

(2)更好的提高了电力系统的巩固性与维护性

现场总线技术在电力系统中的应用是一种短节点之间的有效传输，因此其可以使用较少的连接点达到传输更大量数据信息的目的，这样不仅可以减少了电力系统内部的运转负担，还可以更好的维护并巩固了电力系统的运转性能。

(3)更好的节约了电力系统的运转成本

一方面，在电力系统运转的过程中，其所需的成本投入是极大的，从电力系统的安排与布置到中期的运转以及后期的维护与保养都是需要资金的支持。而在电力系统中使用新型的现场总线技术则可以在中期的运转过程中减少连接点的使用与运行。同时，在电力信息与数字化信号传递的过程中，现场总线技术也可以定时跟踪所传输的电子信号信息，减少了特定的跟踪与反馈投入。另一方面，现场总线技术也可以减少一定的电力插件使用数量，其所需的电力插件都是按照统一标准执行的，因此在整体的电力系统中是较为少的。

4.总结

现场总线技术在电力系统中的应用范围与方式都是较为广泛且灵活的，相比于过去传统的电力信息技术来说，现场总线技术可以很好的根据用户的不同需求自由性的选择合理的设备进行操作与运转。这一独特的创新性能足以吸引更多的用户前来参与试用，另外在集成过程中，现场总线技术也能很好的解决在运转中不兼容的一系列问题。在电力系统中，通过现场总线技术应用，能够极大优化供电的可靠性和稳定性，解决传统供电系统的缺陷和不足，实现用电方面的良好保证。综上所述，现场总线技术较传统的电力信息技术来说是占一定优势的，其在未来的发展前景也是无限的。

[1]石海青．电力自动化技术在电力工程中的应用研究[J]．中国高新技术企业,2016(02)．

[2]潘原离,李泉．基于云计算技术的电力调度自动化系统架构分析[J]．河北电力技术,2016(01)．

[3]宋雨锘,张丹,韩宝民．电网调度自动化的综合监控和智能化研究[J]．河南科技．

崔庆凯（1967～），男，中国华冶科工集团有限公司，研究方向：电气方向。

(责任编辑李燕）

Research on the Application of Fieldbus Technology in Electric power

Cui Qingkai
(HuaYe Science and Industry Group co., LTD in China, Inner Mongolia, 014000)

Along with the increasing development of China’s communication technology, the fieldbus plays an important role in the communication system with its unique basic characteristics of openness, digitization, interactivity. Compared with the traditional distributed control communication system, the fieldbus system can better to achieve the comprehensive goal of stable spreading, efficient spreading and lower use-cost on the basis of ensuring the communication function. Therefore, under this background, this paper takes comprehensive analysis of the basic concept and characteristics of the fieldbus, and then focuses on studying the important function of fieldbus technology in communication system, finally deeply analyzes the practical application ability of fieldbus technology in China’s communication development.

fieldbus technology；communication system；electric power development；application research

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