EEPW论坛

现场设备 赵瑞阳：　 在电厂各系统中涉及到的仪表和装置从传感器、各种类型的过程变量变送器与逻辑开关、分析仪、执行机构到电气的高低压开关设备等不下数百种。虽然目前市场上的现场总线产品也已有上百种，而以单一现场总线标准提供的智能现场设备在规格和品种系列上还不齐全，支持总线标准的国产设备则更少。现在大多数现场智能设备往往只支持一种协议，最多两种协议，如果要将各种不同协议的现场智能设备集成在一个系统中，其复杂程度可想而知。有些专家的观点是尽量采用变送器来代替逻辑开关或传感器，但通常情况下，变送器的价格是逻辑开关等装置的数倍或十倍以上，智能现场总线仪表价格则更高，而在有些场合变送器还并不适用。因此，这些在进行系统规划时，投资方和工程技术人员必须要权衡这些问题。 从上面的问题可以看出，我们所期待的是仪表和设备供应商能提供支持多种现场总线标准的产品，为用户选型和集成系统提供方便。据了解已有一些供应商在这方面有所突破，如美国STONEL公司提供的阀门位置开关就支持ASI、DeviceNet、Modbus、FF,还可以通过网关与Profibus、Ethernet相连。正如前面所述，目前电厂主厂房内控制系统的选择因电厂独特的生产特性，我们还不能脱离主流DCS产品，因此，未来现场总线智能设备和现场总线协议应融入DCS中，推动DCS功能进一步发展。 尽管我们可以通过总线协议转换模件将不同标准的总线设备集成在一起，但如前所述，我们不可能指望短期内就完全实现现场设备的网络化。在电厂应用领域，当有些现场仪表没有现场总线产品时，或者不值得采用现场总线仪表时，选择传统仪表连接到能挂接到现场总线上去的远程I/O则是较好的方案。在主厂房或辅助车间的某些测点比较集中的区域，通过智能远程I/O同样可以节省电缆和桥架等硬件及工程施工等方面的费用。远程智能I/O的生产商需将信号输出统一到采用符合国际的现场总线，并增加对每一点温度传感器（热电偶、热电阻）或变送器的远程诊断和调校功能。事实上，有不少远程I/O支持HART智能通信，通过集成在远程I/O中的HART多路扫描器，建立独立的远程HART管理系统。 现场总线技术是开放的技术，因此国内仪表和设备供应商应抓住这个机遇，努力开发自己的产品，发展拥有自主知识产权的现场总线控制系统和现场设备，用优质、低价的产品尽快占领市场。新一轮的电力建设热潮中，国外DCS和仪控产品几乎占据了电厂控制系统的绝大部分市场，不能不说是我国自动化设备制造行业的尴尬。国产现场总线产品如果能迅速进入电力行业，将有助于进一步降低工程设备投资，更有利于保证我国的电力生产安全。诚然，这有赖于各电厂投资方、建设方和设计人员对国产控制系统和设备的信任和支持。 阎欣军： 要推广现场总线技术，必然要提到带现场总线的现场仪表。现场总线的关键技术是通信协议标准的统一。现有招标法规定，超过50万人民币的设备必须招标，而国内现有的体制造成所选设备品种不一定一致，这样会给总线标准的选择带来困难。 配套现场智能设备的现状，单独来看是满足用户要求的，但是目前一般的现场总线设备大都实现单一的控制功能，要在一个现场总线设备中同时实现两种控制功能仍十分困难。作为控制设备制造商应该充分了解电厂的需求，在提高可靠性上下工夫，让用户用的放心。 此外，使用现场总线智能仪表及相应控制系统卡件增加的费用是相当惊人的，仪表与控制设备制造商应在降低成本上下工夫。 刘文： 相对电厂DCS而言，就发电厂电气控制系统来说，一种基于现场总线技术的厂用电监控系统正越来越多地被应用到发电厂生产控制中。其技术原型是广泛应用于220kV、500kV变电站的综合自动化系统，其技术基础是电气系统中大量的智能型的终端设备，如智能型断路器、马达控制器、智能仪表、微机型综合测控保护装置等。 厂用电监控系统中压部分一般采用微机型综合测控保护装置作为其间隔层设备，就是将已经有十多年运行经验的基于微处理器的综合保护装置增加现场总线级的通信口，如RS485口、以太网口等，从目前运行单位的反馈意见来看，该装置基本上能够满足电厂运行的要求。而厂用电监控系统中的低压部分存在的问题相对多一些。 首先是由于作为低压厂用电主体的低压电器（如低压框架断路器、塑壳断路器等）控制功能不够完善，存在诸如I/O接口少、没有支持双网的通信口等问题，间隔层设备主要有以下几种组合方式：采用智能断路器的控制器的方式；采用断路器配合智能型的马达控制器的方式；还有的采用断路器配合低压综合测控装置的方式。这样往往会造成运行维护的工作量，底层设备的增加、通信接点的增多也常常会带来故障点的增加。本人认为，深化低压断路器的智能化，实现其功能模块化、接口多样化将是智能型终端设备的一个发展方向。值得一提的是国内的某些科研院所已经开发出基于DeviceNET和Profibus总线的智能型低压电器设备，如数字量输入输出I/O、智能低压断路器、接触器通信口等电器，这将为技术人员又提供一个选择。 其次，由于低压厂用电系统中低压元器件数量巨大，远多于中压系统，往往会造成需要通过现场总线上传的信息量巨大，存在某些极端事故情况下发生短时通信阻塞的可能性，或者造成实时故障信号延时上传的情况。这往往是困扰业主和工程技术人员的一个心病。 另外，现场智能设备安装于生产现场，环境通常比较恶劣，所以提供设备的可靠性、增强其抗干扰的能力也是广大业主和工程技术人员所关心的问题。工程实际中技术人员往往采用装设空调、增加隔离、屏蔽、接地等措施来保证其正常运行。                        　 李利：　 对于新建电厂，选用带总线接口的仪表、执行机构、变频器、智能马达控制器、阀门定位器等设备的条件已经成熟，因为很多知名的仪表、设备制造商如：SIEMENS、ABB、EMERSON等都可以提供多种可供选择的成熟的带总线接口的系统和设备，而且价格也逐渐与常规智能设备接近。而且基于HART协议连接变送器的结构已经在很多电厂获得应用，在集中校验、提高采集精度等方面得到了用户的好评。而现场总线是比HART协议更全面的总线，因此具有更好的应用前景。在新建电厂的DCS、FGD 、DCS和辅机程控系统都可以采用现场总线系统，并且已经有很多非常成功的应用。 老电厂的改造系统，由于大量采用非智能仪表和执行机构，全面更换、更新可能性很小，PROFIBUS也可以为这种情况的系统提供很好的解决方案。可以采用远程I/O的方式，通过常规I/O模块采集非智能仪表的信号，然后通过PROFIBUS-DP总线连接到中央控制器。仪表和执行机构可以按设备生命周期逐批更换。 推进现场设备国产化：可以预见，在不远的将来，现场总线将会广泛应用于电力系统，与之密切相关的现场智能设备也必将有光明的前景。但是目前我国现场设备的研发生产状况并不尽如人意，与国外同行业存在较大差距。到目前为止，我国的现场智能设备绝大部分依赖进口，只有个别产品可以实现国产化，如调节阀。随着现场总线技术的推广应用，现场设备技术研发和生产能力的跟进需要两方面的支持：一是有关行业管理机构的引导与投入；另一方面也需要企业及时洞察市场商机，及早投入人力、财力进行相关技术研发。借鉴电力行业其他领域设备产品引进、消化、吸收、自主研发的国产化进程，总线技术在电力行业的推广期待更多现场设备的国产化！