现场总线技术在华能长兴电厂锅炉补给水系统的应用探析

张田会 宋春雪

【摘要】文章主要针对现场总线技术在华能长兴电厂锅炉补给水系统中的应用状况进行分析，通过现场总线技术的应用，提高了补给水系统的工作效率与质量，从而确保该系统在电厂生产活动中的应用价值。

【关键词】现场总线技术；电厂锅炉；补给水系统

现场总线是指在制造区域现场装置之中，实现各种装置自动控制的数据线路，具有开放性、数字化、串行与多点通行的特点[1]。其作为生产现场各种设备与控制器自动控制的通信网络，是新一代控制系统中的核心技术，在现代工业生产中具有重要作用，符合现代工业智能化、自动化发展的趋势。

一、华能长兴电厂锅炉补给水系统概况

该系统主要采用了现场总线技术，除了重要的保护措施以及重要设备的控制系统仍采用传统的硬接线方式外，其他部分均采用了现场总线技术，主要包括：①单元机组：其中主要包括了锅炉通风系统，锅炉开关闭系统，锅炉疏水、给水系统、闭式循环水系统等；②凝结水精处理胸；③锅炉补给水处理系统；④净水站；⑤废水处理系统；⑥废气处理系统。锅炉补给水胸膛中主要包括现场控制是以及电子设备，并纳人了监控网辅助系统，从而对补给水系统的运行状况进行监控[2]。

二、控制系统与现场总线布局

（一）控制系统

华能长兴电厂采用的是OVATION分散控制系统，其中主要采用DCS进行系统控制，而输煤系统则采用了PLC控制器。OVATION分散控制系统中主要包括服务器、历史站、OPC站、AMS站以及工程师站等。锅炉补给水系统则被归类于辅助系统，从而对补给水控制室的工作状况进行监控与操作[3]。

（二）现场总线结构

火电厂机组的控制功能多种多样，有简单的也有复杂的，有单回路、串级调节回路，也有多线路的交叉耦合控制系統，同时还加入了保护措施，从而提高线路的稳定性。现场总线设备具有较好的控制运算功能，能够实现简单回路的调节功能，但是对于多线路的复杂控制结构，需要在不同节段之间传输数据，从而影响了控制的可靠性，而该系统中的Profibus DP现场总线设备则不具备控制功能[4]。为了保障系统和设备的平稳运行，采用了OVATION分散控制系统，加入了总线通信设备从而形成相应的网络，通过对现场总线仪器设备的连接，对控制对象的变化进行快速响应，同时通过模拟复杂问题，采用了H1总线，能够实现处理能力的提升；对有快速巡回检验系统则采用Profibus DP总线[5]。DP总线从现场几点中的DP卡件中引出，并通过相应的转换器连人现场通讯设备，且每根DP总线的末端都设备了终端电阻。现场总线从柜内的通讯卡件中引出，加入机柜下方的电源分配器，从而插入现场总线设备中。

三、现场总线设计的原则

现场总线设计对于控制准确性具有较高的要求，不但需要考虑到设备的布局、功能等相关因素，还需要考虑到覆盖范围、设备数量以及电缆长度等方面的问题，这些对于系统的稳定性具有重要影响。本次研究中采用的补给水系统遵循了以下要求：①实用性：根据现场总线数据的相关要求，尽可能满足模拟控制中对周期以及开关量的要求；②安全性：处于现场总线通信接口以及现场仪器设备检查与养护的便捷性，在同一分支的故障维修之中，不影响这一分支中其他设备的运行。

在网段设计过程中，需要考虑到以下几方面：①网段设计过程中需要考虑到各个网段的负荷状况，主要包括网段风性管理、网段容量、电压值与电流值等方面；同时还要考虑到电缆型号、总线长度、支线长度、现场设备数量、总线结构、中继器设置、集线器数量以及规格等方面；②明确每个Profibus DP总线网段的通讯速率，通常以500kb/s较为常见，能够满足多数设备的通信要求，并且具有较高的抗干扰能力；③对于Profibus DP总线的分支网段连接设备不能>巧个，且总线子网段所连接的设备不得>18个；④每个DP主站与通信箱之间的距离要保持在100m之内，若不能安装在同一建筑物时，可以利用光缆连线。

四、相关注意事项

需要对工作人员进行现场总线技术的教育，从而认识到总线电缆与普通电缆之间的差别，在实际工作中发现许多工作人员将现场总线与普通电缆混淆，这样可能导致总线电缆用量的提升，从而增加电缆建设的成本，影响了电厂的经济效益。由于机组使用时间间断，工作人员对总线认识、电缆设计以及维修等方面均不能满足现场总线技术更新的要求，这给总线设备的使用造成了一定的安全隐患。因此需要提高纪检人员对总线施工认识的重要性，确保设备采购、施工以及设计等方面的要求符合相关的标准，尤其是FF总线电缆，容易受到干扰，因此需要独立设计相应的桥架和竖井，并且需要配备独立的保护管，从而将强电线路与总线电缆隔离开来，确保通信的稳定性。同时需要加强对现场总线设备的管理与养护，确保总线设备的使用性能，避免总线故障出现之后，无法有效的排查。而在实际运行过程中，FF诊断工具对于各种低频干扰、正负极短路、电阻损毁等故障具有较高的排查效果。因此需要重视各检测设备的使用

五、结束语

锅炉补给水系统在使用之后整体的运行效果较好，并且采用了DCS与FCS联合应用功能的方式，减少了IO点，从而使得成本下降，并且在实际应用中表现了较高的可行性、经济学，也为未来其他电厂的发展提供了相应的借鉴经验，有助于推动我国电厂的现代化、智能化发展，实现我国电厂的进一步发展。

参考文献：

[1]廖奇凡，郑松，吴晓欣等.电站补给水控制系统中现场总线的集成技术[J].电气开关，2015，53（5）：7-11.

[2]秦祖辉，吴晓立，刘铉等.现场总线在大型火力发电厂程控系统中的应用[J].工业控制计算机，2015，22（5）：20-21.

[3]王新顺.现场总线技术在水处理控制系统中的应用[J].中国工程咨询，2016，34（11）：61-63.

[4]陈鑫宇.现场总线技术在平海电厂补给水系统中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015，34（22）：52-53

[5]孙迪，田洋.现场总线技术在华能长兴电厂锅炉补给水系统的应用[J].上海电力学院学报，2016，32（21）：120-124.