浅谈现场总线在电厂的应用__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论

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【摘要】本文概述了现场总线技术的特点及现状，对比FCS与DCS之间的优点和不足，分析了现场总线在电厂应用过程中存在的问题及使用现状，展望FCS的发展前景。
 关键词  现场总线  FCS  DCS
 1． 前言
随着科学技术的发展，电厂控制过程对现场信号的采集、传输和数据转换提出了更高的要求。现场总线FCS是安装在生产过程区域的现场设备、仪表与控制室内的自动控制系装置之间的一种串行、数字式、多点通讯的数据总线。它与DCS的本质差异在于现场级设备的数字化、网络化，实现了控制装置与现场装置的双向通信，消除了生产过程监控的信息“盲点”。
对比传统的DCS，FCS具有巨大的优越性。但到目前为止，在国内电厂中，全面和系统地应用现场总线控制系统的非常少。对比传统的DCS，笔者就这个问题进行探讨。
2． 现场总线的标准
根据2001年8月经过修订IEC61158国际标准制定出10种类型的现场总线标准（第三版），分别为：
Type 1 TS61158现场总线
Type 2 Control Net 和Ethernet/IP现场总线
Type 3 Profibus现场总线
Type 4 P-Net现场总线
Type 5 FF HSE现场总线
Type 6 Swift Net现场总线
Type 7 WorldFIP现场总线
Type 8 Interbus现场总线
Type 9 FF H1 现场总线
Type 10 PROFInet现场总线
3． 现场总线技术的主要特征
在FCS中，现场总线的主要特征是把数字通讯技术、网络技术、微处理技术集合在一起，充分体显了当今科学技术发展的数字化、模块化、网络化及互换性、兼容性、开放性的特点。可以从4个方面表述现场总线的含义。
3.1现场通讯网络：传统的DCS项目中，通讯网络的终点是控制站或者IO站，现场仪表仍是采用4-20MA 模拟信号进入控制系统。而现场总线技术可以使用一条通讯电缆将现场设备连接，用数字化信号代替模拟量信号，完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能，实现真正意义上的现场通讯网络。
3.2互操作性：不同厂商制造的设备，只要支持相同的总线通讯协议，就可以集成在一个系统内，相互通讯运用同一个软件进行组态，实现系统组态策略。
3.3分散功能：在FCS系统中，将传统输入、输出IO控制站的一些功能分散的分配给现场智能执行器、智能变送器、智能控制仪表、智能马达控制器等，提高了智能化和数字化水平，大大提高了系统的可靠性。
3.4开放式互联网络：现场总线为开放式互联网络，既可以同类网络互联，也可以与不同网络互联（如TCP/IP）。
4现场总线的优缺点
4.1现场总线的优点
现场总线技术开发的出发点就是要为用户提供开放的、具有可互操作性、可互换性和统一标准的测量和控制产品，克服传统DCS和PLC等含有专利性技术的控制系统所带来的封闭性问题，集成最佳的生产过程控制系统，降低工程项目的建造和运营成本，提高企业的竞争力。与传统的PLC点对点的控制方法相比，现场总线控制系统具有无可比拟的优势。 
4.1.1.具有较高的性能价格比，降低了系统及工程成本。由于导线、连接附件的大幅度的减少，从而也使接线端子、电缆桥架等附件大幅度的减少。所以设计、安装、调试、维护的费用大幅度地减少；强大 的故障诊断能力，使系统的调试和维护工作量也大幅降低。 
4.1.2.系统集成能力，可靠性、可维护性提高。系统具有强大的自动诊断、故障显示功能，且减少了大量接线点造成的不可靠因素。
4.1.3采用数字信号通讯，有效提高系统的测量和控制精度。各种开关量、模拟量信号就近转变为数字信号，避免了信号的衰减和变形。
4.2 现场总线的缺点
   作为一个新兴的技术，现场总线技

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