现场总线技术在数字化电厂中的应用

　　一、数字化电厂及应用现场总线技术的必要性

　　何为数字化电厂，这个问题近几年来在业界得到了广泛的讨论。随着计算机技术和通信技术在电力行业的广泛应用，数字化已普遍应用于电力生产过程的决策层、管理层和监控层，数字化电厂也逐步成为现代化发电企业发展的方向，从目前对数字化电厂的认识来看，数字化电厂的网络结构可以划分为三个层次,即直接控制层(包括数据采集)、管控一体化层、管理决策层，而将三个层次连接起来的就是数据库和计算机网络。

　　管理决策层：MIS

　　管控一体化层：SIS AMS智能设备管理系统

　　现场控制层：DCS等

　　目前SIS是一个准实时监控系统，SIS侧重点是实时生产过程管理和监控，对实时性要求高，SIS的实时性要求比MIS高，比DCS略低。对实时性要求之所以比DCS略低，其原因是SIS应用功能目前大多数是开环的，如负荷分配功能，电厂负荷非直调方式-中调把全厂负荷发给电厂，电厂按优化分配算法把负荷分配给每台机组。如果SIS中的这一功能真正实现闭环，将取得明显的经济效益。如SIS实施闭环，其对实时性的要求将与DCS相当。

　　数字化电厂很重要的组成部分是上层SIS等应用软件，SIS需要的实时信息取自于DCS和辅助车间监控系统等，由于DCS采用的是模拟量、开关量，不具备将设备状态的实时信息上传至控制器的功能，SIS也就无法获得这些有用信息，这就是SIS进一步提髙功效的瓶颈，也是建设真正意义上的数字化电厂的瓶颈。

　　而FCS系统采用的是全数字、双向通信现场总线信号制，完全解决了智能现场仪表与智能控制室仪表之间的连接问题，解决了瓶颈，满足SIS需求，也为现场控制设备级实现数字化、建设真正意义上的数字化电厂提供了基础条件。要建设真正意义上的数字化电厂，必须解决现场控制设备级数字化，目前现场总线能完成这一使命。FCS是消灭火电厂“信息孤岛”的最好武器：FCS的现场智能设备能将大量现场信息送上通信网络，这是DCS、PLC无法实现的。

　　二、现场总线技术介绍

　　现场总线(field bus)，按其国际电工委员会IEC61158的定义为：“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”;按欧洲标准EN50170的描述为“通用现场通信系统”。故可将以现场总线和现场智能装置为基础的、全数字控制的系统统称为FCS。而衡量一个控制系统是否为真正的现场总线控制系统FCS有三个关键要点，即：核心、基础和本质。FCS的核心是总线协议，只有遵循现场总线协议的控制系统，才能称为现场总线控制系统;FCS的基础是数字智能现场仪表，它是FCS的硬件支撑;FCS的本质是信息处理现场化，这是FCS的系统效能体现。