现场总线技术在机组控制系统中的应用

　　建立数字化电厂的基础在于获取大量的设备和工艺流程的实时数据、状态及诊断信息，但由于 DCS 的信号机制限制，难于满足这样的要求。对此，现场总线技术及其控制系统以全数字、双向通信信号制可使这种要求成为可能。华能九台电厂为国内第一个在火电厂机组主控制系统中应用现场总线技术的电厂，其1号机组于2009年10月24日通过168h试运行，2号机组于2009年12月6日通过168h试运行。

　　一、机组概况

　　华能九台电厂2×660MW机组锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超临界参数、单炉膛、一次中间再热、角式切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构塔型、紧身封闭布置燃煤、变压运行螺旋管圈直流炉，采用风扇磨煤机直吹式制粉系统，每炉配置8台磨煤机(6台运行， 1台备用，1台检修);汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式、八级回热抽汽式汽轮机;发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司生产的水一氢一氢冷却方式、静态励磁发电机。每台机组配置2台50%BMCR容量的汽动给水泵，1台30%BMCR容量的机组起动用电动定速给水泵;配1套高压旁路装置，2套低压旁路装置，旁路系统为30%BM-CR容量。机组控制系统为DCS嵌入 Profibus现场总线控制系统。

　　二、现场总线控制系统

　　现场总线控制系统涵盖了34个工艺系统，采用11种类型现场总线设备：压力、差压、液位、流量变送器;气动阀门定位器(用于控制气动调节阀);380VAC电动机(风机、泵等)控制和保护单元(开关量控制、电气、就地控制和保护);电动阀门驱动单元(控制电动阀门、电动调节阀门);阀岛(控制气动开关阀)。华能九台电厂的机组控制系统结构见图1。

　　机组控制系统由DCS和现场总线控制系统组成，DCS主要包括操作员站和工程师站、以太网、应用服务器站、控制器、10模件，实现机组的控制策略和设备级诊断。DCS控制器通过Profibus现场总线实现过程控制的智能变送器、执行器和本地控制器之间的实时数据通信。现场总线控制系统包括Profibus-DP和Profibus-PA2个部分。其中，Profibus-DP设备主要包括电动执行机构、电动机、阀岛。Profibus-PA设备主要包括气动定位器、压力变送器。现场总线控制系统实现数据传输和就地设备控制。设备诊断信息见图2。

　　三、现场总线技术应用注意事项

　　(1)在确定现场总线就地设备型号前，必须对仪表和设备进行通信、操作等方面的兼容性测试，避免因设备选型不当造成设备之间无法通讯。