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浅析现场总线在电厂的应用范围及存在的问题(2)

  • 作者:宋昉、张瑶、陈明、武真伊
  • 供稿:米尔自动化网
  • 阅读人次:
  • 发布时间:2012-08-08

  (9) 400V及以下电动机采用现场总线,所有信号通过现场总线与控制系统连接,6KV电动机也可纳人现场总线,启、停指令信号及电机已启、已停信号采用硬接线,其它信号采用总线方式。出于机组安全考虑,所有机组电动机及主厂房内重要电源开关的分/合指令信号、状态反馈信号还是通过硬接线方式进入DCS,其它信号通过通信接口接入机组DCS。机组厂用电动机和厂用电监控系统虽然采用现场总线(CAN、LONWORKS、Modbu,等标准),大多数并非采用FF、Profibus等现场总线。条件允许的情况下,也可对厂用电动及考虑采用具有Profibus-DP接口的智能马达控制器(类似西门子公司的 SIMOCODE产品)。需注意西门子SIMOCODE损均视象,主要是现场环境不良及维护不善造成。另外采取SIMOCODE与系统通讯的抗干扰隔离措施,加装Profibus有源抗干扰模件,增加适量接口设备(如Y型切换器、光电转换器等)等措施防止通讯中断。
  (10)主机/辅机的温度测点,可采用远程I/O。采用现场总线技术之后,对于现场相对集中的温度测点,考虑采用现场总线型智能变送单元或沿用目前常规的远程训方式接入DCS。由于目前带总线接口的智能温度变送器价格仍较贵,如全部温度测点采用总线方式会增加较大工程投资。且对温度信号而言,采用总线方式接入增加的信息内容也不明显。因此对于温度测点考虑采用常规方式接入控制系统。
  (11)仅用于监视的测量信号,可采用现场总线。
  (12)厂用电电源系统可采用现场总线。
  (13)闭环控制功能和功能组顺序控制逻辑在控制器中完成。
  (14)变频器采用特殊的抗干扰隔离措施后也可考虑采用现场总线。
  (15)锅炉补给水、凝结水精处理、废水处理等系统可优先考虑采用现场总线技术。
  三、应用现场总线需注意问题
  (1)现场总线噪音问题
  现场总线应用涉及到系统噪音问题,由于所有的现场设备完全连接到现场总线网络中,连接处使用TAP接头,接头长期处于现场恶劣环境,会出现网络噪音现象,继而出现设备与网络连接错误报警,所以现场总线对现场的卫生条件,现场的振动条件都有严格的要求。接头每次停机都要进行检查,但检查后不能完全消除噪音。
  (2)冗余问题
  现场总线设计思想,低速部分不需冗余,因为现场总线分散了危险,现场仪表在现场可以自成调节回路而自主调节。由于没有冗余,一旦总线故障就地虽然可以完成调节,但运行人员无法监视系统运行状况,按照热控检修标准无法监视控制机组主要运行参数就应该停止机组运行,所以必须冗余设计。
  (3)故障影响性
  现场总线网络设计至关重要,要根据系统I/O点规模和设备地理分布、功能的相关性等因素。设计各层网络的覆盖范围,支路的数量,支路及分支的长度、各分支的设备数量等,这些设计对系统的性能、硬件配置等都有重要影响。因此,在工程应用中各工艺子系统应根据工艺相关性和现场布置位置情况进行网络分段设计。进行网络分段设计时遵循以下原则:每个网段上挂接的现场总线数量6-10个;冗余设置的现场仪表应接入不同网段;工艺上并列运行或冗余配置的设备其相关驱动装置应连接不同网段。控制系统应根据工艺流程合理配置总线数量和挂接的现场设备,确保任何一条总线故障时,只产生系统的局部故障,不会引起机组的危急状态,造成整个系统停运,并将这一影响限制到最小。
  (4)传输时间和安全性
  总线的传输速度要求越快越好,但是传输速度不能仅靠提高传输速率来解决。总线系统传输必须具有确定的时间,即控制器发出控制值的时间间隔及接收现场总线设备实际值的时间间隔必须是一个定值,这样才能保证完成控制和调节的任务。在选择总线系统时必须注意到传输效率,在传输效率高的前提下,可以选择比较低的传输速率。因为低传输速率数据通信,有较高的抗干扰能力,而且传输距离长(如500K的传输速率,最大传输距离为400米;而12M的传输速率,最大距离是100米)。
  (5)传输媒介和连接方式
  完整的现场总线系统,除了构成网络的范围(即最大距离)是一个重要的指标外,能否在总线系统中实现不同总线段间采用不同的传输媒介,也是重要的因素。它使系统的构成更为灵活,更符合工况实际的要求。串联传输方法在设计、安装、调式以及连接技术上有明显的优点,但在通信方面,如传输时间、实时时间、循环时间、传输的确定性以及诊断等逊于并联传输方式。
  (6)维修成本较高
  使用现场总线技术的DCS系统和现场智能设备承担的调节功能增加也会使其造价的成本增加。维修中,更换仪表都会有很昂贵的费用。因此要选择信誉较好的厂家、性能号的设备以达到降低生产成本的效果,改善设备运行性能。
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【文章来自米尔自动化网http://www.mirautomation.com/pages/2012-08/s36382.shtml
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 三菱电机

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