关于火电厂现场总线调试方法及问题处理的研究

刘洋+陈哲盼

摘要：现场总线技术是火电厂自动化控制系统的核心技术，关系到整个通信网络的信息传输效率和质量。尽管现场总线技术在我国电力事业的发展中已经经历了很多次变革，但是至今尚未形成标准的现场总线调试方法，致使出现很多不可预见的故障。这些故障的出现会严重影响到火电厂自动化控制系统的稳定性和安全性。鉴于此，本文对火电厂现场总线调试方法和问题处理的探究对于创新和完善现场总线技术具有重要的现实意义。

关键词：火电厂；现场总线；调试方法；问题处理

前言：

由于缺少规范的现场总线调试方法，总线控制系统中常常发生链路的通信故障，造成传输信号的不稳定，进而影响到系统的正常运行。其次，电力自动化控制系统往往采用集散式的系统模式。因此，现场总线控制技术的质量将关系到系统的集中管理效果。基于现场总线技术对火电厂运行的重要性，本文对现场总线调试方法即问题处理的研究是十分必要的[1]。

一、火电厂现场总线调试方法

调试现场总线的目的是为了规避风险，降低通信故障发生的概率。一般情况下，现场总线调试过程可以分为调试前准备和调试两个环节。首先，在调试之前要深入了解现场总线通信系统图，对各个通信模块的功能进行分析，并掌握火电厂现场总线技术实施的标准和具体的链路通信特点。现场总线是一个整体的链路系统，不同链路分支上分布着不同的总线设备。在调试现场总线之前，要对各种总线设备的型号、出厂编号、品牌和版本号等内容进行一一核查，确保调试过程有充足的依据。其次，在准备工作完成以后，将进入现场总线的调试过程，具体步骤如下：

1.通信电缆及总线接入的就地设备类型核查。检查重点内容包括通信电缆的接入方式是否正确，即红负，绿正接入；强电电缆与通信电缆在总线系统中是否被分开；各总线接入的就地设备是否正确，一般情况下阀门和电气开关是DP总线的就地设备，而变送器和定位器是FF总线和PA总线的就地设备；在总线接入就地设备时分为直接接入和间接接入，直接接入就地设备的DP总线上分布的设备数量较多，是重点的检查对象，检查时重点核查设备接入种类与设计内容是否一致[2]。

2.检查总线链路整体性能是否良好，具体的检查内容如下：A.通过检查链路设备的接线状态，判断总线链路中是否存在断点问题；B.判断总线链路的设计类型，并检查冗余链路下是否存在通信电缆交叉接入问题；C.DP总线下，检查就地设备的接线回路状态，查看设备是否形成串接关系；A总线下，检查多个PA接线盒的连接回路状态；FF总线下，检查2个FF接线盒的接线回路状态；D.针对PA总线和DP总线，核查DCS组态中设置的通信地址与就地总线设备的通信地址是否相同；E.检查DP总线安装的电阻是否是按照绿正、红负的方式接入到链路终端，并检测电阻的电压是否正常。其它总线链路终端接入的电阻要正确置于ON位或OFF位，保证其工作的状态符合链路设备运行要求。F.检查各个总线链路上是否有效接入了通信电缆线的屏蔽线[3]。

3.总线通信状态的检测。检查通信状态的第一步：查看光电转化器和耦合器上的指示灯颜色。如果显示为橙色，则表示通信正常，如果是红色，则预示通信故障。在第一步确认为正常的条件下，进行第二步的检查：光电转换器上有CH1和CH2两种标识的指示灯，通信正常的标志是两灯均显示橙色，通信故障的标志是CH1或CH2指示灯显示红色，且说明通信故障发生于下层获上层网络中。

4.采用总线通信测试仪器检测总线设备是否具备正常的通信功能，具体的检测方式仍然以DCS组态中的地址为标准，如果总线通信测试仪器测试的地址与其相同，这说明通信正常，反之为异常状态。

5.最后一步，确认设备参数是否与说明书一致，调试前准备工作为调试结束提供了参考依据。因此，务必要保证调试前准备期间所收集的数据参数足够精确。以上便是现场总线的调试过程说明[4]。

二、现场总线调试故障的原因分析

通过分析调试过程可以发现，现场总线调试故障主要表现为通信故障。具体而言，通信故障可能会发生在总线链路、总线链路上的某一点或某一条总线链路的多个点上。导致总线链路发生通信故障问题的原因主要包括以下几个方面：1.回路中存在断点，致使通信中断；2.DCS光电转换器接收和发送光纤与就地总线柜光电装换器光纤相反；3.通信电缆的正负极接入方式错误，且存在交叉接入现象；4总线链路接入了失效的终端电阻[5]。

线路某一点产生通信故障的原因包括：1.总线接入就地设备的地址不同于DCS组态里设定的地址；2.GSD文件版本不同；3.通信模块功能发生问题，总线盒供电电压异常等。当一条总线链路中存在多个信号不稳定时，可能是由于总线链路过长或总线链路中出现屏蔽故障。当然，如果在总线链路中存在一定的强电干扰，也会导致总线链路中多个信号不稳，进而引发通信故障。

结论：

综上所述，现场总线系统是火电厂自动化控制系统的核心组成。为了保证系统通信的稳定性和可靠性，要按照一定的标准和步骤调试总线链路，检测基于不同总线下的就地设备接入状态和各总线链路的通信状态。在调试完以后，要根据通信故障的产生原因，对线路或设备进行进一步的检测和修复。

参考文献：

[1]谭祥帅，陈坤，高奎.火电厂现场总线调试方法及问题处理[J]. 热力发电，2016，45（05）：117-120.

[2]马欣欣.现场总线技术在大型火电厂的应用[J].中国仪器仪表，2012，（02）：25-28.

[3]鄧慧，张明，吴永存，范立，张菊军.大型火电厂现场总线网络设计[J].中国电力，2009，42（03）：59-62.

[4]颜渝坪，崔逸群，王春利，曾卫东，丁伟，董芳，周斌，傅望安.火电厂现场总线控制系统的成功应用[J].中国电力，2007，（03）：56-60.

[5]颜渝坪.现场总线控制系统——火电厂现代化控制、管理和决策的基石[J].中国电力，2003，（03）：57-61.endprint