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现场总线在邹县电厂10OOMW机组中的应用

http://www.iianews.com现场总线2009年11月30日

一、概述
邹县电厂2台10OOMW机组采用带Ovation®专家控制系统和基金会现场总线技术的PlantWeb®数字工厂管控方案。这是中国首例在电厂安装FF基金会现场总线设备用于监测和过程控制的项目。
FF基金会现场总线是艾默生过程管理PlantWeb®数字工厂管控结构的重要核心部分，在全球各
行业有上千套的实际应用，它能够为工厂真正节省费用和提高运行效益。
中国华电集团在邹县电厂7号和8号机上采用了FF基金会现场总线和PlantWeb®技术，其中包括AMSTMSuite设备管理软件中的智能设管理软件以及130多台基金会现场总线智能仪表，其中有Rosemount?848T温度变送器、Fisher?以及Rosemount®智能现场设备。
邹县电厂在100OMW机组中首次采用了FF基金会现场总线，既有大量温度测点的采集，也成功实现了对调门的控制，相对与传统的控制方式而言，它是热工控制发展的另一趋势。邹县电厂在10OOMW机组FF基金会现场总线的成功使用为今后的大量推广积累了宝贵经验。
自20世纪80年代现场总线问世来，现场总线标准众多，每种标准都代表了各大公司的利益，长期末得到统一。1994年，ISP与WORLDFIP两大组织合并，致力于推出国际上单一的现场总线网络标准。为更好地开展工作，成立了现场总线基金会(FoundationFieldbus，简称FF)，国际上许多著名的自动化公司均为会员，是国际公认的唯一不附属于企业的非商业化的国际标准化组织。
Fieldbus是全数字方式、双向的、多DROP的通信协议，将智能的设备相互联系起来:如执行器、传感器、分布在工业现场的分散设备和控制器等。
在机组的网络系统中，这种协议处于最低级别，它是一种现场区域网络(LocalAreaNetwork，简称为LAN)。它支持将基本控制和输入/输出功能从分散控制系统(DistributedControlSystem，DCS)转移到现场设备。
因此，FF和传统的DCS控制理念完全不同，传统的DCS控制是将就地的信号采集到电子设备间，通过输入卡件对信号进行处理完成信号的输入功能，在相应的DPU中进行逻辑判断，然后形成输出点，再输出至现场，信号采集和信号的输出都是通过电缆传输，传输信号是模拟量方式。
Fieldbus技术有以下优点:
(1)取代4~2OmA信号，为标准的数字通信，因为是数字传输机制，有更好的除噪功能。
(2)信号在就地进行采集、处理、输出，报警、趋势分析等功能分散在现场级的装置中，大大减少了电缆的使用。
(3)各家产品可交互操作和互换使用。
(4)可在线诊断现场级设备。
(5)开放式系统在世界范围内被承认。
二、现场总线的组成
FF是根据国际标准化组织和七层协议标准提出的，共使用了七层协议中的三层:1、2和7层，即物理层、数据链层和应用层，并增加了第八层用户层。
(1)物理层。定义了传送数据帧的结构、信号波形和幅度限制，以及传输介质、波特率、功耗和网络结构。7号机组所用的传输介质是有线电缆。通过有线电缆可以定义两种速率标准:低速总线租高速总线。7号机组所用的是低速总线标准。H1为用于过程自动化的低速总线，波特率为31.25kbits，最大传输距离为1900m。7号机组用单独的电缆向现场装置供电(24VDC电源，OVATION系统提供)，在同一传输信号的电缆上，可连接32台现场装置。
(2)链路层。由上下两部分组成，下层部分对传输介质传输的信号进行发送、接收控制。上层部分是对数据链进行控制，保证数据传送到指定的装置。
(3)应用层。给用户提供接口，对读、写、中断和操作信息定义。
(4)用户层。在这一层中，规定了可以使用的标准模块：FunctionBlock，用户可以使用这些模块组态逻辑。功能块包括输入、输出、算法等。在OVATION的CB中提供了FFAl、FFAO、FFPID等算法块，在做逻辑时，可以直接使用。
三、系统在7号机组上的应用
邹县电厂7、8号机组DCS控制系统采用艾默生(EMERSON)过程控制有限公司基于WINDOWSXP的OVATION系统。
以1台机组为例(7号机组)，DCS系统包括34对冗余控制器：#1/5lDPU~#34/84DPU;2台工程师站ENG2OO和ENG2Ol，ENG200是整个控制系统的服务器(Server站);6台操作员站OPR2O0~OPR216;1台历史站HSRl60;1台OPC187站。
#4/54DPU和#6/56DPU中安装了现场总线。
OPC187站安装了AMSTMSuite设备管理软件中的智能设备管理软件，可以对现场的基金会现场总线