現(xiàn)場總線在電廠控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、現(xiàn)場總線技術(shù)在電廠的應(yīng)用南京科遠(yuǎn)自動化集團股份曹瑞峰 二一年十一月全國超超臨界發(fā)電機組技術(shù)交流研討會成本？收益設(shè)備施工成本管理診斷信息現(xiàn)場設(shè)備智能化集成化傳輸精度隱藏的成本附帶的問題1999杭州半山135MW主機 1500點遠(yuǎn)程IO采用Prifibus DP V0通訊協(xié)議2004江陰蘇龍300MW主機和脫硫 350只電動機保護單元通過Profibus接入2009華能金陵1000MW全廠輔控西門子現(xiàn)場總線方案的全面應(yīng)用2010大唐南京600MW全廠輔控科遠(yuǎn)Profibus現(xiàn)場總線應(yīng)用1999杭州半山1999年,半山電廠,1417點遠(yuǎn)程IO現(xiàn)場總線的概念提出多年理想源自1984國際標(biāo)準(zhǔn) IEC 6

2、1158 剛剛公布缺少支持現(xiàn)場總線的智能化設(shè)備用現(xiàn)場總線來實現(xiàn)遠(yuǎn)程I/OEthernet TCP/IP100 Mbps#1 OS#2 OS#3 OS#4 OS工程師站SwitchFCS#5 OSFCSFCS半山DCS配置37只遠(yuǎn)程I/O機架1417點DPU模擬輸入TC輸入RTD輸入模擬輸出開關(guān)輸入開關(guān)輸出小計機箱數(shù)量1437115201214443113296673804916641613392240302233570111481402140472443141737半山遠(yuǎn)程I/O配置半山現(xiàn)場FCS機柜 HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresure

3、RunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp HeatTemp Inner TempC

4、oolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux

5、 Lamp遠(yuǎn)程I/O連接銅纜 HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInpu

6、tSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main Air

7、Main FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp遠(yuǎn)程I/O連接光纖環(huán)網(wǎng)Profibus DP V012M赫茲曼OZD成本風(fēng)險在通訊上集中收益電纜和施工成本1999杭州半山135MW主機 1500點遠(yuǎn)程IO采用Prifibus DP V0通訊協(xié)議2004江陰蘇龍300MW主機和脫硫 350只電動機保護單元通過Profibus接入2009華能金陵1000MW全廠輔控西門子現(xiàn)場總線方案的全面應(yīng)用2010大唐南京600MW全廠輔控科遠(yuǎn)Profibus現(xiàn)場總線應(yīng)用2004江陰蘇龍2004年,夏港電廠,346只電動機保護單

8、元支持現(xiàn)場總線的智能化設(shè)備出現(xiàn)Profibus在火電廠已有應(yīng)用業(yè)績DCS的現(xiàn)場總線接口逐漸成熟傳統(tǒng)分立式裝置一直為人所詬病故障率低體積龐大Ethernet TCP/IP100 Mbps#1 OS#2 OS#3 OS#4 OS工程師站Switch#5 OS夏港DCS配置總線設(shè)備連接拓樸圖一 HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasA

9、ux Lamp HeatTemp Inner TempCoolRaiseLower ValvePresureRunResetHoldServoFridgeLight 1LoadLight 2 Main AirMain FanAux AirAux FanInputSupply Main GasMain LampAux GasAux Lamp總線設(shè)備連接拓樸圖二電機保護單元功能電動機保護單元在DCS中實現(xiàn)的功能已開、已關(guān)、開輸出、關(guān)輸出有功功率綜合故障其它的數(shù)據(jù)未能利用電機保護單元功能成本設(shè)備和接口成本通訊速度較慢風(fēng)險集中在通訊收益電纜施工成本傳輸更多的信息現(xiàn)場設(shè)備智能化集成化成本設(shè)備和接口成本通

10、訊速度較慢風(fēng)險集中在通訊收益電纜施工成本傳輸更多的信息現(xiàn)場設(shè)備智能化集成化1999杭州半山135MW主機 1500點遠(yuǎn)程IO采用Prifibus DP V0通訊協(xié)議2004江陰蘇龍300MW主機和脫硫 350只電動機保護單元通過Profibus接入2009華能金陵1000MW全廠輔控西門子現(xiàn)場總線方案的全面應(yīng)用2010大唐南京600MW全廠輔控科遠(yuǎn)Profibus現(xiàn)場總線應(yīng)用2009華能金陵2021年,華能金陵,現(xiàn)場總線全面應(yīng)用各種智能現(xiàn)場設(shè)備-大量出現(xiàn)國內(nèi)積累了少量分散應(yīng)用的經(jīng)驗國外已有應(yīng)用現(xiàn)場總線的實例2021年,華能金陵,現(xiàn)場總線全面應(yīng)用以脫硫控制系統(tǒng)為例總線設(shè)備249(DP總線設(shè)備15

11、2,PA總線設(shè)備97)設(shè)備類型包括智能馬達控制器、總線式電磁閥箱、電動門、調(diào)節(jié)閥、壓力和差壓變送器、液位變送器、流量變送器。雙DP設(shè)備單PADP/PA-LINK單DPY-LINKProfibus連接結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程I/OProfibus連接結(jié)構(gòu)分支網(wǎng)絡(luò)主干網(wǎng)絡(luò)Plugging of I/PTravel Deviation Insufficient Air SupplyStuck ValveCalibration ChangesFailed DiaphragmDiaphragm LeaksO-ring Failures in Piston Actuator Electronics Failure Sen

12、sor Failure Process Condition Configuration Warning RTD Drift RTD Life EstimationpH Electrode AgingGlass Electrode FailureReference Electrode FailureReference Electrode CoatingReference Electrode PoisoningElectronics FailureHigh Process NoiseGrounding FaultElectrode FaultEmpty PipeReverse FlowCalibr

13、ation ErrorElectronics FailureSensor FailureProcess ConditionConfiguration WarningPlugged Impulse LinesConfiguration WarningConfigurationStatus / AlertsDiagnosticsCalculations智能現(xiàn)場設(shè)備的豐富信息過程設(shè)備管理-PDMLCONTROLHIPVSPTSP10.44 FEET11.39 FEET11.39 FEETAUTO MAN TUNE OOS 12.000.000.0100OUT100%“LOOP DISPLAY”Fis

14、her控制室檢查4-20mA的回路傳統(tǒng)儀表調(diào)試方式改進的維護方式One person can easily: 組態(tài)下載 執(zhí)行自診斷 完成回路檢測 檢查接線Rack RoomCONTROLHIPVSPTSP10.44 FEET11.39 FEET11.39 FEETAUTO MAN TUNE OOS 12.000.000.0100OUT100%“LOOP DISPLAY” 調(diào)試時間減少70%以上 日常維護時間降低了 67% 節(jié)約效果:總線儀表調(diào)試方式成本設(shè)備和接口成本終端通訊不冗余收益電纜施工成本初步的信息管理功能現(xiàn)場設(shè)備智能化集成化1999杭州半山135MW主機 1500點遠(yuǎn)程IO采用Prif

15、ibus DP V0通訊協(xié)議2004江陰蘇龍300MW主機和脫硫 350只電動機保護單元通過Profibus接入2009華能金陵1000MW全廠輔控西門子現(xiàn)場總線方案的全面應(yīng)用2010大唐南京600MW全廠輔控科遠(yuǎn)Profibus現(xiàn)場總線應(yīng)用2010大唐南京本錢收益的平衡現(xiàn)場總線方案的費用可靠性問題控制速度是否能否滿足要求有哪些支持現(xiàn)場總線的設(shè)備多種現(xiàn)場總線如何混用現(xiàn)場總線的信息管理現(xiàn)場總線的本錢總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備智能現(xiàn)場設(shè)備總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備Profibus只有西門子有應(yīng)用方案大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只有西門子提供主站芯片價值較貴智能現(xiàn)場設(shè)備新產(chǎn)品高速從站芯片，主要是西門子提供降低本錢的方法，只有市場競爭兩塊附加

16、本錢的原因Profibus模件可靠與I/O模件相當(dāng)危險在總線上集中多個設(shè)備連接在一起各個設(shè)備由不同廠提供,兼容性系統(tǒng)配置的容錯能力雙DP的配置方案應(yīng)加強關(guān)鍵的智能設(shè)備將會設(shè)置兩個通訊口現(xiàn)場總線的可靠性雙DP設(shè)備單DP脆弱點單PA脆弱點目前的結(jié)構(gòu)？理想的結(jié)構(gòu)-基于以太網(wǎng)雙DP設(shè)備雙PA設(shè)備？突破限制單段的從站數(shù)量單站244字節(jié)數(shù)字互連 基于工業(yè)以太網(wǎng)的多總線冗余解決方案在統(tǒng)一架構(gòu)下兼容多種現(xiàn)場總線協(xié)議完善的冗余總線方案支持關(guān)鍵性應(yīng)用高可靠性和經(jīng)濟性的布線方案1999杭州半山135MW主機 1500點遠(yuǎn)程IO采用Prifibus DP V0通訊協(xié)議2004江陰蘇龍300MW主機和脫硫 350只電動

17、機保護單元通過Profibus接入2009華能金陵1000MW全廠輔控西門子現(xiàn)場總線方案的全面應(yīng)用2010大唐南京600MW全廠輔控科遠(yuǎn)Profibus現(xiàn)場總線應(yīng)用1999杭州半山成本風(fēng)險在通訊上集中收益電纜和施工成本成本設(shè)備和接口成本通訊速度較慢風(fēng)險集中在通訊收益電纜施工成本傳輸更多的信息現(xiàn)場設(shè)備智能化集成化2004江陰蘇龍成本設(shè)備和接口成本終端通訊不冗余收益電纜施工成本初步的信息管理功能現(xiàn)場設(shè)備智能化集成化2021華能金陵成本現(xiàn)場設(shè)備成本收益電纜施工成本初步的信息管理功能現(xiàn)場設(shè)備智能化集成化2021大唐南京產(chǎn)品生命周期衰退期成長期培育期成熟期結(jié)束期1999杭州半山2004江陰蘇龍2021華

18、能金陵2021大唐南京產(chǎn)品生命周期衰退期成長期培育期成熟期結(jié)束期1999杭州半山2004江陰蘇龍2021華能金陵2021大唐南京1999杭州半山2004江陰蘇龍2021華能金陵2021大唐南京1993科遠(yuǎn)成立1997科遠(yuǎn)DCS起步2005科遠(yuǎn)啟動現(xiàn)場總線的研發(fā)1999杭州半山2004江陰蘇龍2021華能金陵2021大唐南京科遠(yuǎn)股份登陸A股總結(jié)自主創(chuàng)新 掌握命運兼收并蓄 始集大成需求推動 不懈攀登機遇挑戰(zhàn) 榮耀夢想感謝各位專家領(lǐng)導(dǎo)敬請批評指正！Y-LINKDP/PA-LINK執(zhí)行機構(gòu)-SIPOS5此圖來自尼德豪森電磁閥-festol此圖來自華能金陵電磁閥此圖來自華能巢湖變頻器-ABB此圖來自華能金陵現(xiàn)場總線控制泵光電接口-OLM此圖來自華能金陵此圖來自華能金陵總線接口有源終端電阻此圖來自華能金陵匯報主題現(xiàn)場總線Profibus-PA連接壓力變送器-此圖來自華能金陵西門子流量表此圖來自西門子測試系統(tǒng)液位計此圖來自華能巢湖1999年,半山電廠,1417點遠(yuǎn)程IO1417點遠(yuǎn)程I/O37個就地FCS機柜,廣泛分布高溫環(huán)境的適應(yīng)能力Profibus-DP的速度和穩(wěn)定性銅纜和光纖