现场总线在超超临界机组水处理集中控制系统的应用

　　华能玉环电厂4×1000MW机组是目前我国火电厂单机容量最大和运行参数最高的机组，是国家"863"计划的依托项目。电厂水处理集中控制系统全面采用PROFIBUS DP/PA现场总线技术，实现了就地设备状态远程控制、诊断及预见性维护等多项功能。

　　一、现场总线概述

　　1.1 现场总线的定义和主要标准

　　根据国际电工委员会IECl158定义，安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。以现场总线为纽带，把控制、补偿计算、参数修改、显示、报警等功能分散到各个现场仪表，实现就地设备远程操作、诊断和预见性维护，从而构架出一种全新的数字控制系统，称之为现场总线控制系统(FCS)。目前现场总线还未形成统一的标准，常见的现场总线主要有PROFIBUS、基金会现场总线(FF)等。

　　PROFIBUS(Process Field Bus)始于1987年，由德国工业界联合开发，其规则和标准成为德国工业标准,即DIN E l9245[2]PROFIBUS标准。1996年，德国国家现场总线标准成为国际性标准，即欧洲标准EN50170。2000年3月，PROFIBUS标准被批准为国际现场总线标准IEC61158的组成部分(TYPEⅢ)。PROFIBUS主要由PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-DP等3部分组成，其中PROFI-BUS-DP是一种高速(数据传输速率9.6kb/S～12Mb/s)、经济的设备级网络，主要用于现场控制器与分散I/O之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求;PROFIBUS-PA用IECⅡ58-2标准，传输速率为31.25kb/s，提供本质安全特性，适用于安全性要求较高以及由总线供电的场合;PROFIBUS-FMS主要解决车间级通信，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务。使用PROFIBUS技术核心的公司有SIEMENS、E+H和SOFTING等。华能玉环电厂综合各方面因素最终选用了PROFIBUS现场总线作为实现水处理集中控制系统的硬件基础。

　　基金会现场总线(FF)于1994年由美国Fisher-Rosemount和Honeywell为首成立。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。基金会现场总线分Hl和H2两种通信速率。Hl的传输速率为31.25kb/s，可支持总线供电和本质安全防爆环境。支持双绞线、光缆和无线发射，协议符号IECl158-2标准。传输信号采用曼册斯特编码。

　　1.2 现场总线的特点及优点

　　现场总线的核心是总线协议，基础是智能现场装置，它具有以下优点:(1)由于节省了大量传统的IO卡件、隔离器、控制柜、信号电缆及设备间连接电缆，且安装、调试方便，使系统成本大大降低;(2)具有全开放的系统结构，便于系统扩充;(3)系统易学易用、可控性好，各种设备的功能设置、相互链接、下载等组态简单，一致性好，有着友善的图形化的人-机界面;(4)系统可靠性高，全数字化信号精度比传统的模拟信号高，高度分散控制使风险得到彻底分摊;(5)系统可维护性好，智能化的现场级设备，具有自诊断功能，利用大量的非控制信号，可实现就地设备状态远程控制、诊断及预见性维护。