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现场总线在低压配电自动化系统中的应用(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2011/3/1 10:13:20   

  所属频道:  火力发电    关键词:  现场总线 低压配电自动化系统

1. 引言

随着电力行业的技术进步,化工行业自动化水平日益提高,国内各大化工厂纷纷将配电自动化系统纳入DCS(集散控制系统)中,实现监控一体化管理。由于DCS主要是以实现化工生产过程自动化为目的,而对电气系统自动化考虑较少。而仅仅将电气系统的部分信息如电机电流及运行信号等以“硬接线”的形式送入DCS中而实现简单的监测和启、停控制的方案,是一种低层次的融合,将造成投资增加、电气系统大量原始信息丢失,而电气系统的控制水平未必得到较大的提高。而随着现场总线技术的日益发展,上述问题得到了很好地解决。本文以上海安科瑞电气股份有限公司在某化工厂中的工程实例简单介绍现场总线技术在化工行业的低压配电自动化系统中的应用。

2. 现场总线技术的定义、结构及特点

2.1 现场总线技术概念

现场总线技术概念:现场总线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装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。即现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点,用总线相连接,实现相互交换信息,共同完成自动控制功能的网络系统和控制系统。

2.2 化工行业现场总线系统的结构

在一个现代化化工厂大规模的工业生产过程控制中,工业数据结构大体分为工厂级、车间级和现场级这3个层次,这其中,现场级与车间级自动化监控及信息集成是工厂自动化的重要部分。

现场级与车间级自动化监控及信息集成系统主要完成底层设备单机控制、连机控制、通信连网、在线设备状态监测及现场设备运行、生产数据的采集、存储、统计等功能,保证现场设备高质量完成生产任务,并将现场设备生产及运行数据信息根据需要传送到工厂管理层,同时也可接受工厂管理层下达的生产管理及调度命令并执行之。因此,现场级与车间级监控及信息集成系统是实现工厂自动化的基础。

下图为上海安科瑞电气为某化工厂设计的自动化监控及信息集成系统图。

2.3 现场总线系统的特点及优势

现场总线系统是一个全数字化、全分散式、可互操作、开放式互连网络的控制系统,现场总线系统与传统的DCS相比,具有以下技术特点和优势。

2.3.1 全数字通信

传统控制系统DCS采用4~20mA的模拟信号传输方式。这种传输方式一对传输电缆只能传送一路信号。而且,模拟信号在传输过程中易被其他信号或环境噪声所干扰,传输精度不高,控制效果不理想。而现场总线系统采用全数字信号传输。传输过程中采用数字信号的检错、纠错机制,使其具有较高的抗干扰能力,传输精度也得到显著提高。全数字通信使得多参数传输得以实现。现场设备的测量、控制信息以及其他非控制信息如设备类型和参数、整定值、设备运行状态等都可以通过一对传输线送到现场总线网络上的任何智能设备,从而消除了模拟信号传输的瓶颈。

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