現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在大唐三門峽火電廠擴建工程項目的應(yīng)用

和利時現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在大唐三門峽火電廠三期擴建工程項目的應(yīng)用實例

1 項目背景

• 項目名稱：

       大唐三門峽火電廠三期擴建工程2*1000MW超超臨界機組全廠分散控制系統(tǒng)（DCS）及設(shè)備管理系統(tǒng)（HAMS）項目

• 項目規(guī)模：

       三門峽火電廠位于河南省三門峽市陜縣大營鄉(xiāng)，由華北電力設(shè)計院進行設(shè)計。鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠的超超臨界參數(shù)變壓運行直流爐，超超臨界參數(shù)、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、切圓燃燒方式，Π型鍋爐。同步建設(shè)脫硝裝置。汽輪機采用上海汽輪機廠的超超臨界、一次中間再熱、四缸、四排汽、單軸、凝汽式汽輪機。機組的銘牌出力(TRL)為1000MW(扣除靜態(tài)勵磁和非同軸驅(qū)動的主油泵、氫密封油泵所消耗的功率)。發(fā)電機采用上海發(fā)電機廠的1000MW水氫氫冷卻、自并勵靜止勵磁發(fā)電機。

       該項目DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用于單元機組，公用，輔網(wǎng)、脫硫、脫硝、輸煤、MEH等全廠工藝系統(tǒng)。采用全廠一體化現(xiàn)場總線控制技術(shù)，系統(tǒng)規(guī)模如下：

       1）主機配置測點數(shù)量：（常規(guī)測點10635點，其中鍋爐側(cè)：3561點，汽機側(cè)749，電氣側(cè)980點，遠程I/O爐側(cè)2158點，遠程I/O機側(cè)162點）

       2）主機配置硬件規(guī)模：（操作員6臺，工程師2臺，歷史站2臺，控制站35臺，鍋爐側(cè)現(xiàn)場總線柜20個（DP網(wǎng)段69，PA網(wǎng)段40），汽機側(cè)現(xiàn)場總線柜12個（DP網(wǎng)段35，PA網(wǎng)段27）。

       3）主機配置總線設(shè)備數(shù)量：（總線設(shè)備共1202臺，其中鍋爐側(cè)DP設(shè)備432臺，汽機側(cè)DP設(shè)備220臺，鍋爐側(cè)PA設(shè)備379臺，汽機側(cè)PA設(shè)備172臺）

       該項目為國內(nèi)電力行業(yè)百萬機組采用國產(chǎn)現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用規(guī)模最大，Hart及Profibus協(xié)議的智能設(shè)備單臺機組3402臺，其中Hart設(shè)備1815臺，Profibus設(shè)備1587臺，全廠兩臺機組近7000臺設(shè)備，并且是首次采用國產(chǎn)軟件系統(tǒng)實現(xiàn)多種不同協(xié)議在同一軟件平臺的設(shè)備管理，具有里程碑意義，為后來百萬機組應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)和設(shè)備管理提供了典范。

2 和利時現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

       和利時現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是基于先進自動化技術(shù)開發(fā)的集成工業(yè)自動化系統(tǒng)。它用一個開放的系統(tǒng)軟件平臺，將和利時多年開發(fā)的各種自動化系統(tǒng)和設(shè)備進行有機結(jié)合，可根據(jù)不同行業(yè)的自動化控制需求，提供專業(yè)解決方案。其子系統(tǒng)覆蓋了企業(yè)經(jīng)營管理層、企業(yè)成產(chǎn)管理層和裝置與過程控制層。圖1為系統(tǒng)架構(gòu)圖。

 

圖1：系統(tǒng)架構(gòu)圖

       系統(tǒng)在信息化和集成化方面采用了開放式實時-關(guān)系數(shù)據(jù)庫，在其基礎(chǔ)上實現(xiàn)了多個管理子系統(tǒng)，并集成了多種滿足不同行業(yè)用戶需求的控制系統(tǒng)和設(shè)備。控制器組態(tài)符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，不僅擁有平臺的高性能通用控制算法，同時可以集成各種層次的控制功能。系統(tǒng)通過多種現(xiàn)場總線（特別是Profibus-DP），支持多種分布式主控單元和智能儀表。同時，監(jiān)視平臺可提供高效的集中管理。通過開放的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)接口、協(xié)議以及總線，可在各個層面上與第三方系統(tǒng)或設(shè)備連接。本系統(tǒng)集成火電、化工等各行業(yè)的先進控制算法平臺，為工廠自動控制和企業(yè)管理提供深入全面專業(yè)的解決方案。

3 大唐三門峽火電廠三期擴建工程現(xiàn)場總線技術(shù)的成功應(yīng)用

       3.1 大唐三門峽火電廠三期擴建工程

       大唐三門峽火電廠三期擴建工程FCS控制系統(tǒng)采用和利時KM系列現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線協(xié)議為Profibus-DP和PA，相對應(yīng)的傳輸技術(shù)（物理層）分別是RS485和MBP。全廠工藝系統(tǒng)的控制均采用現(xiàn)場總線技術(shù)，對現(xiàn)場智能儀表、氣動定位器、電動執(zhí)行機構(gòu)、液位計進行監(jiān)控。DCS能夠滿足常規(guī)控制方式與現(xiàn)場總線Profibus DP/PA的無縫結(jié)合。現(xiàn)場總線設(shè)備應(yīng)用范圍超過60%，處于國內(nèi)先進水平�，F(xiàn)場總線通信電纜敷設(shè)嚴(yán)格按照火電行業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)，全廠現(xiàn)場總線電纜全部單獨布線，保證了設(shè)備通信的安全穩(wěn)定。

       3.2 現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用

       大唐三門峽火電廠三期擴建工程為國內(nèi)電力行業(yè)百萬機組采用國產(chǎn)現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用規(guī)模最大的項目，Hart及Profibus協(xié)議的智能設(shè)備單臺機組3402臺，其中Hart設(shè)備1815臺，Profibus設(shè)備1587臺，全廠兩臺機組近7000臺設(shè)備，并且是首次采用國產(chǎn)軟件系統(tǒng)實現(xiàn)多種不同協(xié)議在同一軟件平臺的設(shè)備管理，具有里程碑意義，為后來百萬機組應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)和設(shè)備管理提供了典范。項目中DP設(shè)備包括電動執(zhí)行機構(gòu)、馬達控制器、變頻器等，PA設(shè)備包括壓力變送器、流量計、氣動定位器及液位計等。冗余PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個單元機組的鍋爐房、汽機房。為了提高總線控制的可靠性，采取了DP冗余總線配置方案，現(xiàn)場主機的DP設(shè)備選用DP雙冗余接口。圖2為現(xiàn)場總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2：現(xiàn)場總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

       3.3現(xiàn)場總線設(shè)備應(yīng)用

       （1）范圍：除6kV電機、大機、小機、溫度信號、機爐主保護的信號外的大部分信號。

       （2）儀表：

         壓力、差壓變送器：西門子、羅斯蒙特；        

         氣動閥門定位器：西門子、ABB、fisher；

         380VAC電動機控制和保護單元：珠海拓普、江蘇金智、河南博銳、西門子；

        電動閥門驅(qū)動單元：西博思、羅托克、EMG、AUMA、Limitorque、伯納德、揚州愛伯德、廈門FREET；

         液位計：E+H、西門子；

         在線儀表：羅斯蒙特、哈希/鼎石；

         電磁閥箱：菲斯托、ASCO;

        （3）智能前端：

          上海微程總線型智能前端（冗余型）

       3.4 現(xiàn)場總線設(shè)備組態(tài)

       和利時系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線設(shè)備組態(tài)，可先利用GSD文件進行設(shè)備的添加，然后通過集成的硬件代理塊，實現(xiàn)設(shè)備所有的控制及狀態(tài)信息顯示，組態(tài)方便不易出錯。圖3為在系統(tǒng)中添加現(xiàn)場總線設(shè)備，圖4為設(shè)備的硬件代理塊。

 

圖3：系統(tǒng)中添加現(xiàn)場總線設(shè)備

 

圖4：設(shè)備的硬件代理塊

       3.5現(xiàn)場總線設(shè)備信息的開發(fā)和應(yīng)用

       現(xiàn)場總線技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)點在于突破了傳統(tǒng)DCS對現(xiàn)場信號“點對點”的單向傳輸模式，使現(xiàn)場儀表、設(shè)備能夠與通信主站和控制系統(tǒng)實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。豐富的實時數(shù)據(jù)需要開發(fā)軟件，進行處理、分析和綜合，使之成為有用信息，實現(xiàn)高層次的設(shè)備診斷、管理和優(yōu)化功能。

 

        和利時現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的通信主站除了可以完成對智能型設(shè)備的基本控制和數(shù)據(jù)采集外，還能讀取設(shè)備的狀態(tài)信息和診斷信息幫助熱工檢修人員進行設(shè)備維護，另外通過FDT/DTM設(shè)備管理技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備遠程修改參數(shù)和讀取相關(guān)的產(chǎn)品及維護信息。

       3.5.1現(xiàn)場總線設(shè)備周期性數(shù)據(jù)的采集和利用

       現(xiàn)場總線設(shè)備的周期性數(shù)據(jù)中除了包含設(shè)備的過程控制信息以及常用的設(shè)備報警信息，如變送器除了包含過程測量值之外，還能進行傳感器故障、量程越限等報警；電動執(zhí)行機構(gòu)除了對設(shè)備進行開關(guān)控制之外，還能進行過力矩、電機過熱、電機堵轉(zhuǎn)等報警信息。在三門峽電廠，和利時系統(tǒng)通過解析設(shè)備的周期性數(shù)據(jù)，制作了現(xiàn)場總線設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖及設(shè)備狀態(tài)信息的解析界面，可讓用戶直觀的了解到設(shè)備目前的通信狀態(tài)及運行情況，并且可對設(shè)備的故障歷史狀態(tài)進行統(tǒng)計分析。圖5為現(xiàn)場總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，圖6為電動執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)信息解析界面。 

 

圖5：現(xiàn)場總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

 

圖6：電動執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)信息解析界面

       3.5.2現(xiàn)場總線設(shè)備管理系統(tǒng)

       HOLLiAS® AMS設(shè)備管理系統(tǒng)（以下簡稱為HAMS）是和利時公司對于工業(yè)現(xiàn)場智能設(shè)備管理的解決方案，集數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析于一體，提供針對現(xiàn)場儀表、調(diào)節(jié)閥等智能設(shè)備進行維護、校驗和故障診斷的統(tǒng)一管理平臺，是全廠性的智能儀表維護和故障診斷系統(tǒng)的重要組成部分，用來實現(xiàn)對各種類型智能儀表的遠程數(shù)據(jù)讀取與組態(tài)、狀態(tài)診斷及監(jiān)測、維護分析管理和自動日志記錄等，同時對設(shè)備故障進行統(tǒng)計分析和評估并提供維修策略依據(jù)，從而使得智能設(shè)備發(fā)揮最大效益，減少儀表的損耗并降低維護和運營成本，大幅提高工廠設(shè)備的可用性。

       HAMS系統(tǒng)支持對現(xiàn)場安裝的智能儀表實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取與組態(tài)、故障診斷及監(jiān)測、維護流程管理、動態(tài)臺賬管理和日志記錄等功能，提供的主要功能描述如下：

       • 遠程配置。足不出戶，在控制室或儀表車間實現(xiàn)儀表量程上下限、單位等各種智能化參數(shù)的配置和組態(tài)；

       • 故障診斷。無需進入現(xiàn)場或拆下儀表，就可以查看儀表的診斷狀況，快速定位儀表故障，為儀表維修提供依據(jù)；

       • 標(biāo)定管理。輕松設(shè)計標(biāo)定方案，自動生成標(biāo)定報告和標(biāo)定趨勢曲線，從而判斷儀表的老化程度；

       • 維護計劃。對儀表進行在線監(jiān)測和診斷，自動編制維護計劃，避免不合理的維護導(dǎo)致的資源和人力浪費；

       • 志記錄。自動記錄所有組態(tài)變化和操作，可隨時追溯歷史操作和影響，避免人為誤操作；

       • 統(tǒng)一平臺。各個廠家、各種類型的智能儀表具有統(tǒng)一的維護和管理平臺，操作簡單、升級方便；

       • 資產(chǎn)優(yōu)化。實現(xiàn)設(shè)備臺賬、庫存和工作單等資產(chǎn)管理的優(yōu)化策略，減少浪費，提高設(shè)備利用率。

技術(shù)特點

       HAMS系統(tǒng)采用開放的設(shè)備集成技術(shù)和規(guī)范，能夠兼容不同廠家各種類型的智能儀表（標(biāo)準(zhǔn)Profibus協(xié)議的主流智能儀表），可避免使用多種組態(tài)配置工具和軟件，具有統(tǒng)一的操作方式和用戶界面，該系統(tǒng)具有以下技術(shù)特點：

       • 支持采用EDDL和FDT/DTM兩種設(shè)備集成技術(shù)解決儀表的互操作性問題；

       • 支持HART/Profibus等智能儀表的信息獲取和智能診斷；

       • 每臺AMS服務(wù)器可監(jiān)視的最大設(shè)備數(shù)量不低于10000個；

       • 支持C/S系統(tǒng)架構(gòu)，每個服務(wù)器支持多個客戶端進行同時訪問；

       • 可以直接通過和利時智能IO卡件建立與現(xiàn)場智能儀表的連接，無需增加其他額外采集硬件；

       • 通過HART多路轉(zhuǎn)換器獲取第三方系統(tǒng)連接儀表的數(shù)據(jù)信息；

       • 標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口，允許與第三方系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信和訪問；

       • 利用SQL數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲；

       • 自動存儲所有對儀表的操作修改、參數(shù)組態(tài)、故障報警信息等；

       • 支持中英文兩種語言進行切換使用。

       1）大唐三門峽電廠投產(chǎn)期間的設(shè)備管理應(yīng)用

    

       現(xiàn)場設(shè)備維護管理軟件的意義是讀取設(shè)備的狀態(tài)信息和診斷信息進行統(tǒng)計分析，形成指導(dǎo)性計劃，再通過遠程設(shè)備管理功能，幫助檢修人員進行設(shè)備維護。

       項目中主要應(yīng)用的熱控設(shè)備為電動執(zhí)行機構(gòu)和變送器，現(xiàn)場總線型的變送器除了采集測量值外通常還包含有：設(shè)備狀態(tài)、限值狀態(tài)、傳感器狀態(tài)、數(shù)據(jù)狀態(tài)、環(huán)境溫度、維護信息等，管理軟件通過這些信息可幫助檢修人員判斷目前變送器的實際情況，可以及時反應(yīng)出測量值是否真實可靠，當(dāng)出現(xiàn)問題后，可以定位問題原因，常見問題為傳感器故障，加速了檢修人員判斷問題的時間。

       現(xiàn)場總線型的電動執(zhí)行機構(gòu)除了對設(shè)備的基本控制和讀取開關(guān)狀態(tài)及位置反饋外通常包含有：供電故障、開/關(guān)過力矩、處于故障安全模式、電子單元故障、手輪操作、方向監(jiān)控、電機過熱、電機過流、電機堵轉(zhuǎn)、綜合報警等信息，在正常運行中，若設(shè)備出現(xiàn)異常，管理軟件可通過報警信息對設(shè)備故障類型進行判斷，明確故障原因，從而提高檢修效率，其中開/關(guān)過力矩、電機過熱和電機堵轉(zhuǎn)為常見故障原因，另外，軟件通過分析維護信息可讓檢修人員了解到目前設(shè)備的已處于危險狀態(tài)需要采取檢修維護措施，避免故障的發(fā)生。

       以下為設(shè)備管理軟件對常用設(shè)備的實際管理應(yīng)用：

       1）變送器遠程修改參數(shù)如單位、量程等，在投運期間，若運行提出了大量的設(shè)備需要修改單位，則全部可以在管理軟件中實現(xiàn)修改，其中測量風(fēng)量的變送器，經(jīng)常會出現(xiàn)靈敏度過高，要求增大阻尼系數(shù)，也同樣通過軟件在遠方得到修改，減少了校表的工作量，部分通過壓力測量液位的變送器還通過遠方修改變送器參數(shù)及密度，使得變送器直接傳輸mmH2O等測量值，減少了組態(tài)的數(shù)值換算；變送器的參數(shù)修改界面如圖7：

 

圖7：變送器的參數(shù)修改界面

  

       2）超聲波液位計遠程修改參數(shù)，由于超聲波液位計就地需要遙控器修改參數(shù)，并且部分輔助車間的液位計里工程師站距離較遠，而液位計的初設(shè)單位為%，測量量程也與實際不符需要遷移或縮小，所以從初期液位計效驗和調(diào)試均可在管理軟件中進行實現(xiàn)，修改參數(shù)和調(diào)試，方便快捷；超聲波液位計的參數(shù)修改界面如圖8：

 

圖8：超聲波液位計的參數(shù)修改界面

       3）電動執(zhí)行機構(gòu)參數(shù)修改，調(diào)試期間部分電動執(zhí)行機構(gòu)由于調(diào)試人員參數(shù)設(shè)置錯誤，導(dǎo)致無法遠程操作，但是設(shè)備位置不佳（懸空），調(diào)試人員再次到執(zhí)行機構(gòu)處配置參數(shù)難度較大，結(jié)果均通過設(shè)備管理功能修改所需參數(shù)，實現(xiàn)了遠程配置；在投運期間，設(shè)備也經(jīng)常會出現(xiàn)力矩設(shè)置不合適的地方，通過管理軟件進行修改參數(shù)便可遠程處理問題，電動執(zhí)行機構(gòu)的參數(shù)修改界面如圖9：

 

圖9：電動執(zhí)行機構(gòu)的參數(shù)修改界面

       4）氣動定位器遠程定位及參數(shù)修改，部分定位器行程需定位，在管理軟件中可實現(xiàn)與就地相同的自動定位功能，完全實現(xiàn)遠方自動定位，為后期設(shè)備維護提供了有效的幫助，并且部分定位器的指令與反饋相反，也均通過管理軟件進行了參數(shù)校正，完成了設(shè)備調(diào)試；氣動定位器遠程智能定位界面如圖10：

 

圖10：氣動定位器遠程智能定位界面

       另外，HAMS設(shè)備管理系統(tǒng)除了設(shè)備遠程參數(shù)修改外，還可實現(xiàn)報警讀取，自動生成設(shè)備臺賬、操作日志記錄、維護計劃、維護記錄、報警管理、故障統(tǒng)計分析及用戶管理等功能，便于日常檢修維護的管理。

       2）較進口DCS設(shè)備管理的優(yōu)勢

       HAMS與進口DCS的設(shè)備管理系統(tǒng)比較而言主要有以下優(yōu)勢：

       A、HAMS產(chǎn)品為中文界面，方便國內(nèi)檢修人員進行使用，功能完全可根據(jù)客戶需要及時響應(yīng)和補充；

       B、從功能上來說，HAMS系統(tǒng)比進口同類產(chǎn)品具有更符合國內(nèi)企業(yè)管理特色的一些功能，包括：用戶管理、動態(tài)臺賬、操作日志記錄、維護記錄等；

       3.6 工程應(yīng)用經(jīng)驗

       現(xiàn)場總線技術(shù)通過大唐三門峽電廠的成功工程實施，總結(jié)以下工程應(yīng)用經(jīng)驗：

       1）總線獨立槽盒設(shè)計

       在MCC電子間及大型電纜豎井內(nèi)布置專門現(xiàn)場總線的獨立小槽盒，或者獨立總線隔間。由于現(xiàn)場限制，在一些區(qū)域無法滿足總線電纜與動力電纜的分開距離要求。這些區(qū)域有：MCC電子間進線孔，電纜豎井，MCC電子間（特別是就地MCC電子小間）無法滿足動力纜與DP纜60cm的分隔要求，并且并行鋪設(shè)。在這些位置增加獨立布線槽盒可以增強總線抗干擾能力。

       2）在鍋爐上安裝垂直打通小橋架以及在汽機管道層安裝環(huán)繞小橋架

       由于鍋爐豎井設(shè)計太少，而鍋爐系統(tǒng)總線按照系統(tǒng)分段，往往一個網(wǎng)段從爐頂連接到0米。而汽機主橋架只在走道上方設(shè)計。造成總線系統(tǒng)在布置時繞行嚴(yán)重，并且容易受到干擾。在鍋爐上安裝垂直打通小橋架和汽機管道層安裝環(huán)繞小橋架可以有效避免次現(xiàn)象。

       3）現(xiàn)場終端電阻柜設(shè)計

       由于鍋爐網(wǎng)段首先按照系統(tǒng)的邏輯關(guān)系分段，然后按照冗余分段。經(jīng)常會有排汽門，管道閥門，泵在一個網(wǎng)段的情況。排汽門在爐頂，管道閥門在鍋爐中部，泵在0米MCC電子間。如果終端電阻安裝在總線柜內(nèi)，會造成總線電纜超過400米的情況。在鍋爐頂部，0米MCC電子間，中部分別設(shè)計3個總線終端電阻柜，可以有效解決此問題。

       4）多次培訓(xùn)，持證上崗，保證安裝質(zhì)量

       總線安裝質(zhì)量決定總線后期運行質(zhì)量。和利時在三門峽現(xiàn)場組織3次正規(guī)培訓(xùn)以及多次現(xiàn)場培訓(xùn)。3次正規(guī)培訓(xùn)分別在電纜敷設(shè)開始前，總線接線開始前以及總線調(diào)試開始前。分別有針對性的對電建進行培訓(xùn)。培訓(xùn)結(jié)束后出考試題對電建施工人員進行考試�？荚嚭细窈笥呻姀S派發(fā)施工證，保證每名施工人員都經(jīng)過培訓(xùn)。

       5）工作卡施工記錄

       現(xiàn)場總線系統(tǒng)調(diào)試嚴(yán)重受制于安裝進度經(jīng)常一段總線有幾個門沒有裝，無法調(diào)試，等裝好了忘記調(diào)試的情況。機組調(diào)試期間設(shè)計調(diào)試卡，由電建進行現(xiàn)場接線后單體測試。整網(wǎng)段段完成測試工作后交調(diào)試單位和電廠進行系統(tǒng)調(diào)試。

4 項目應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點

       1）通過對動態(tài)規(guī)劃資源最優(yōu)分配算法、多種智能設(shè)備數(shù)據(jù)描述語言的研究，采用了優(yōu)先級分級的數(shù)據(jù)傳輸機制，創(chuàng)新性提出了“一種現(xiàn)場總線設(shè)備管理及診斷方法和系統(tǒng)”與“一種智能儀表設(shè)備管理方法、系統(tǒng)及裝置”，建立了智能設(shè)備信息框架，解決了多種不同品牌智能設(shè)備的非周期性數(shù)據(jù)參數(shù)量大、尋址格式不一致、設(shè)備數(shù)據(jù)描述語言不同，所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)提取及應(yīng)用復(fù)雜困難的問題。

       2）通過對多種不同品牌智能設(shè)備周期性數(shù)據(jù)特征的研究，建立了數(shù)據(jù)診斷及解析模型，實現(xiàn)了智能設(shè)備“即插即用”的模塊化周期性數(shù)據(jù)解析，解決了多種不同品牌智能設(shè)備的周期性數(shù)據(jù)參數(shù)格式不一致所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)提取及應(yīng)用復(fù)雜困難的問題。

       3）通過對智能設(shè)備冗余技術(shù)、設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸時序以及可靠性相關(guān)技術(shù)的研究，采取了數(shù)據(jù)同步效驗及動態(tài)篩選的冗余機制、數(shù)據(jù)時序在線可調(diào)以及在通信模塊上增加特殊隔離機制的技術(shù)，解決了DCS控制系統(tǒng)在同一通信主站下連接多種不同品牌的國內(nèi)外冗余通信口智能設(shè)備兼容性差、難以配置的問題，提高了智能設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性及可靠性。

5 應(yīng)用效益

       大唐三門峽火電廠三期擴建工程項目竣工后，主輔機控制系統(tǒng)DCS一體化，設(shè)備層配套PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，總線設(shè)備覆蓋率達到60%以上。機組自2017年1月份投產(chǎn)以來，系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定，控制有效，未發(fā)生任何不安全事件。

       生產(chǎn)期應(yīng)用過程中，人機界面友好，功能性能優(yōu)良，系統(tǒng)實時性、準(zhǔn)確性及可靠性高。保護動作正常，調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制精準(zhǔn)有效。

       通過DCS及現(xiàn)場總線系統(tǒng)管理平臺HAMS，維護人員能夠最大程度地挖掘設(shè)備內(nèi)部診斷及維護信息，基本上實現(xiàn)了遠程維護、診斷及維護。許多安裝位置處于高空、危險區(qū)域的儀表設(shè)備，日常維護過程中，通過維護工程師在工程師站，使用HAMS調(diào)取相關(guān)設(shè)備信息，可遠程進行故障診斷，并通過調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)完成故障處理及維護工作。

       DCS控制系統(tǒng)實現(xiàn)了與智能設(shè)備的互聯(lián)互通，除了能夠?qū)崟r穩(wěn)定地讀取設(shè)備的狀態(tài)信息，及時有效地執(zhí)行控制系統(tǒng)發(fā)出的指令外。對智能設(shè)備的狀態(tài)、報警及診斷數(shù)據(jù)等其他有效數(shù)據(jù)的挖掘，也為今后大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘及二次應(yīng)用都打下了堅實的基礎(chǔ)。下圖為用戶發(fā)來的感謝信。

 

6 結(jié)論

       數(shù)字化電廠最終是要實現(xiàn)數(shù)字化管理，從而實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。而生產(chǎn)過程數(shù)字化是上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，所以首先要有效的通過現(xiàn)場總線技術(shù)提供設(shè)備運行的實時信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立完善的數(shù)字化信息平臺。大唐三門峽火電廠三期擴建工程項目2×1000MW超超臨界工程機組的投產(chǎn)，和現(xiàn)場總線設(shè)備管理功能的成功應(yīng)用，標(biāo)志著國產(chǎn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的功能和性能滿足主機運行要求、系統(tǒng)可靠。同時為智能化設(shè)備的管理，及今后大數(shù)據(jù)系統(tǒng)性分析的應(yīng)用有著推動性作用！