發(fā)布日期:2022-04-18 點擊率:52
引言: 安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。 20世紀80年代,DCS(數(shù)字式分散控制系統(tǒng))開始進入電站自動化控制領(lǐng)域,由于其在安全生產(chǎn)與經(jīng)濟效益等方面帶來的正面作用是以往任何一種控制系統(tǒng)無法與其相提并論的,因此,DCS在電站被廣泛使用。
目前300MW以上機組,無論是國產(chǎn)機組還是引進機組,無一例外采用DCS,就連200MW、100MW機組也在使用DCS來進行改造,甚至于一些自備電廠的25MW、12MW的火電機組也采用DCS系統(tǒng)。
那么,作為20世紀90年代才走向?qū)嵱没模谧詣踊I(lǐng)域內(nèi)最為新型的控制系統(tǒng)——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(fieldbus control system,FCS),能否也像DCS系統(tǒng)一樣被電站接受并廣為推廣使用?
1 FCS與DCS相比較最顯著的特點
根據(jù)國際電工委員會IEC1158定義:安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。
以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的全數(shù)字控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS。即:現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制室系統(tǒng)之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向通信與多站的通信系統(tǒng)。
DCS與FCS的具體比較如下:
(1) DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng),其控制器功能強而且在系統(tǒng)中的作用十分重要,數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵,所以必須整體投資一步到位,事后擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底,信息處理現(xiàn)場化,廣泛采用的數(shù)字智能現(xiàn)場裝置使得控制器功能與重要性相對減弱。因此,F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點低,可以邊用、邊擴、邊投運。
(2) DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng),各公司產(chǎn)品基本互不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng),用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的各種設(shè)備連入現(xiàn)場總線,達到最佳的系統(tǒng)集成。
(3) DCS系統(tǒng)的信息全都是二進制或模擬信號形成的,必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化,免去了D/A與A/D變換,高集成化高性能,使精度可以從±0.5%提高到±0.1%。
(4) FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入變送器或執(zhí)行器中,縮短了控制周期,目前可以從DCS的2~5次/s,提高到FCS的10~20次/s,從而改善調(diào)節(jié)性能。
(5) DCS系統(tǒng)可以控制和監(jiān)視工藝全過程,對自身進行診斷、維護和組態(tài)。但是,由于其自身的致命弱點,其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號,無法在DCS工程師站上對現(xiàn)場儀表(含變送器、執(zhí)行器等)進行遠方診斷、維護和組態(tài)。FCS系統(tǒng)采用全數(shù)字化技術(shù),數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息,而不僅僅是單變量信息,并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。因此,它可以對現(xiàn)場裝置(含變送器、執(zhí)行器等)進行遠方診斷、維護和組態(tài)。FCS系統(tǒng)這點優(yōu)越性是DCS系統(tǒng)無法比擬的。
(6) FCS系統(tǒng)由于信息處理現(xiàn)場化,與DCS系統(tǒng)相比,可以省去相當數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜,同時也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積,有專家認為可以節(jié)省60%。
(7)與(6)同樣的理由,F(xiàn)CS系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等,同時也節(jié)省了設(shè)計、安裝和維護費用,有專家認為可以節(jié)省66%。
對于(6)、(7)兩點應(yīng)補充說明的是,采用FCS系統(tǒng),節(jié)省投資的效果是勿庸置疑的,但是否如有的專家所說達60%~66%,尚有待給出客觀評價,盡管這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn),筆者認為這是相互轉(zhuǎn)摘的結(jié)果,目前還未找到這些數(shù)字的原始出處。因此,讀者在引用這些數(shù)字時要慎重。
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