PROFIBUS現(xiàn)場總線在寧海電廠中應(yīng)用

2．執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用原裝進(jìn)口德國歐瑪公司的產(chǎn)品一體化智能型產(chǎn)品AUMA MATIC，帶有雙通道PROFIBUS-DP冗余總線接口，作為DP從站掛在總線上。開關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以接受開、關(guān)、停數(shù)字量控制信號(hào)。本體配置手輪和手/自動(dòng)切換機(jī)構(gòu)以及開、關(guān)按鈕，并有相應(yīng)的位置指示燈，以實(shí)現(xiàn)就地操作。

3．系統(tǒng)組態(tài)與運(yùn)行

DP主站的AP中的IM308C模件具有用于通信的CPU和存儲(chǔ)單元FLASHROM（快速可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器），PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖及相應(yīng)的用戶通信程序可灌入該模件的FLASHROM中。當(dāng)IM308C啟動(dòng)時(shí)，將運(yùn)行于FLASHROM中的用戶程序建立網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過對AUMA電動(dòng)門芯片上地址（設(shè)備編號(hào)）的辨認(rèn)建立網(wǎng)絡(luò)連接，而后根據(jù)電動(dòng)門廠家提供的GSD（設(shè)備性能描述文件）中讀取的參數(shù)，最終識(shí)別出該設(shè)備，從而讀取來自執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信息，并發(fā)送命令至該設(shè)備。

每臺(tái)AUMA作為總線上的單獨(dú)從站，其總線地址通過設(shè)備上的LED（發(fā)光二極管）分別輸入。在就地AUMA的面板上，可以設(shè)置與閥門有關(guān)的參數(shù)。一部分與控制相關(guān)的參數(shù)存儲(chǔ)在AP中，并可以通過工程師站修改，即直接通過現(xiàn)場總線修改閥門參數(shù)。

通過現(xiàn)場總線與DCS的通信，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開/關(guān)反饋、設(shè)備故障等一些情況就可得以基本反應(yīng)，操作員在集控室中，遠(yuǎn)方對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行手動(dòng)控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閉環(huán)運(yùn)算功能以及與其它設(shè)備間連鎖等開環(huán)運(yùn)算功能，在主站AP中以10ms為周期進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果作為數(shù)字量直接傳至AUMA中的PROFIBUS-DP接口，對電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。

五、應(yīng)用體會(huì)

現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)在新建和改造電廠中的得到大量應(yīng)用，但是在新建國產(chǎn)600MW大型電站工程中的一定規(guī)模的運(yùn)用還未見報(bào)道，寧電工程在這方面邁出創(chuàng)新的一步。通過工程實(shí)施，我們有如下體會(huì)供借鑒：

1．現(xiàn)場總線的安全性問題一直受到關(guān)注。采用現(xiàn)場總線后，取消了大量的控制電纜，現(xiàn)場總線的保護(hù)措施可以提高，降低了故障率，所以現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)不采用冗余方式是可以接受的。但是，總線上的某個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)故障而封鎖總線時(shí)，將影響總線大部分設(shè)備的工作。由于對可靠性和安全性的要求，我們采用了AP和雙總線的冗余配置，這在一定程度上抵消了現(xiàn)場總線節(jié)省布線的優(yōu)點(diǎn)，增加了工程造價(jià)。今后結(jié)合電廠的實(shí)際情況，采取什么樣的冗余方案，值得探討。

2．由于原DCS冗余控制器的所有功能都分散到各個(gè)現(xiàn)場智能儀表中，危險(xiǎn)已經(jīng)完全分散，一個(gè)現(xiàn)場智能儀表的故障只影響到本身或相關(guān)的少量智能設(shè)備，其影響范圍遠(yuǎn)低于DCS冗余控制器故障的波及面，就地智能儀表的功能塊設(shè)計(jì)可保證故障時(shí)相關(guān)智能設(shè)備置于安全位，因此每個(gè)現(xiàn)場智能儀表CPU不冗余是完全可行的。

3．現(xiàn)場總線系統(tǒng)有一個(gè)重要特征，就是信息處理現(xiàn)場化。主要含意就是在智能現(xiàn)場裝置中植入控制模塊，使其具備控制器功能。但是目前用于電站的具有這樣功能的智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可選品種很少，限制了現(xiàn)場總線系統(tǒng)在電站工程中進(jìn)一步的應(yīng)用。進(jìn)一步地，如何用智能現(xiàn)場裝置來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能組級(jí)及協(xié)調(diào)級(jí)控制，還需要研究和實(shí)踐的探討。

4．以智能化現(xiàn)場儀表為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，若能把管理自動(dòng)化和遠(yuǎn)程診斷功能納入系統(tǒng)，更能發(fā)揮現(xiàn)場總線系統(tǒng)降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的優(yōu)勢。但是，出于盡快安全順利投產(chǎn)等各方面原因，我們應(yīng)用的系統(tǒng)和范圍是有限的，現(xiàn)場總線系統(tǒng)的總體優(yōu)勢一時(shí)不能體現(xiàn)，相關(guān)的二次系統(tǒng)的開發(fā)更是有待時(shí)日。

六、結(jié)語

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)已經(jīng)成為一種成熟的控制系統(tǒng)，在電廠中應(yīng)用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟，也是企業(yè)信息集成化的需要，但也需要在電站工程實(shí)踐中不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍和進(jìn)行試點(diǎn)等努力。國華寧電工程在國產(chǎn)600MW機(jī)組控制系統(tǒng)中進(jìn)行了應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的積極嘗試，積累了設(shè)計(jì)和工程經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際效果，將在后續(xù)工程中作適當(dāng)推廣，從而為實(shí)現(xiàn)寧海電廠的全面數(shù)字化生產(chǎn)和管理奠定基礎(chǔ)。