引言作為一種新興技術，現場總線技術在石化、冶金、化工、樓宇等多個行業有著廣泛的應用，隨著認識的提高和技術的發展，在電力行業也開始得到了大規模的應用，實踐證明，現場總線技術在火電廠的應用能夠滿足運行要求、系統可靠穩定，能夠大大提高現場設備的信息化水平，與火電廠傳統控制方式相比較，在運行維護和設備診

引言
作為一種新興技術，現場總線技術在石化、冶金、化工、樓宇等多個行業有著廣泛的應用，隨著認識的提高和技術的發展，在電力行業也開始得到了大規模的應用，實踐證明，現場總線技術在火電廠的應用能夠滿足運行要求、系統可靠穩定，能夠大大提高現場設備的信息化水平，與火電廠傳統控制方式相比較，在運行維護和設備診斷方面具有明顯的優勢，而且使得全廠管控數字化、全生命周期的設計、施工、運行等方面更為方便，能夠大大節約運行維護成本和推進火力發電廠的數字化進程。
1現場總線的設計原則
1.1采用的現場總線控制系統自檢測功能必須很完善，在生產過程前就能檢測出對生產有影響的系統故障，并有自行防止事故擴大的有效措施。
1.2在系統運行中，某項控制功能不能正常工作時，僅部分影響整個系統的控制性能，而且能夠通過人工干預得到改善。
1.3對影響機組保護和機組安全的系統必須采用冗余性及多樣性的測量通道，特別重要的開關量測點要采取三取二的測量方式，重要的調節信號和傳統方式一樣采用三取中測量方式，重要控制、保護系統的電源采用能夠自動切換的雙路供電電源，并且分別來自兩路不同的UPS。
1.4控制系統和控制設備的單個故障要求不會影響機組的正常工作和機組保護系統的失效，若控制器或卡件發生故障，其控制對象必須處于安全位置。
1.5控制系統的配置體現工藝設備的冗余配置情況，不因單個故障造成運行設備故障，不會導致備用設備失效。
1.6在設計現場總線網段時，總網段總線的電流負載、干線長度、總線型號、支線長度、總線電壓降必須和現場總線設備數量相匹配，并選擇合理的拓撲結構形式。
2現場總線的架構及網段
2.1現場總線架構
現場總線架構的選擇與控制系統的結構是密不可分的，現場總線的拓撲結構共有4種：總線型、樹型、菊花鏈型和點到點型。在火電廠現場總線系統網絡結構的設計過程中一般盡量采用總線型和樹型的拓撲結構，或者將總線型和樹型的拓撲結構混合起來使用。總線型的拓撲結構是由一條干線和連接在干線上不同點的若干支線所組成的，干線的兩端設有終端器；樹型的拓撲結構是由一條干線和連接在干線端點上的若干支線組成的，與總線型拓撲結構相同，在干線的兩端需要設終端器；菊花鏈型拓撲結構和點到點型拓撲結構由于它們各自的特點在電廠不推薦使用。
2.2現場總線的網段
網段的設計對火力發電廠現場總線控制系統安全運行至關重要，除了要考慮機組現場總線設備的數量、地理分布、功能和各工藝系統外，還要通過各設備現場布置位置和其隸屬工藝系統的相關性進行網絡分段設計，確定總線系統的網絡覆蓋范圍、各支路的設備數量、長度和支路總數等。通過工程實踐，大家一致認為對火電廠網絡分段進行設計時應遵循以下原則：
2.2.1對儀表進行精確定位，明確設備間的關系，互為備用關系、控制關系或調節關系；冗余設置的現場儀表應接入不同網段，或相關驅動裝置連接在不同的網段上。
2.2.2嚴格根據總線設備的功耗和總線的線損的計算結果來選擇總線電源的負載能力。如是PROFIBUS總線，其總線接口形式是DP還是PA，或其它類型，且應該根據設備負載，計算總線負載能力是否足夠。
2.2.3設計網段設備數量與現場通訊箱布置位置及數量時要充分考慮工藝專業的要求和總線設備芯片的處理速度，并認真核對每條總線支路的設備類型、數量和總線支路的響應時間，同時對工藝系統中重要的現場總線設備進行分析，特殊分段，保證對各總線網段的設計安全可靠。
2.2.4網段設計和設備配置還要嚴格執行現場總線通信標準規定，而且各網段的現場總線設備掛接數量不應超過該總線標準規定最高限值的60%，一般以40%~50%為宜，每個現場總線網段的設計(由設計院與控制系統供貨商共同完成)至少應包括：網段長度、電纜特性、設備的集中帶來的信號衰減、跳線長度、設備阻抗或電流消耗、每個設備的計算電壓、包含的中繼器、通訊參數(計時器)、通訊速率、設備地址等信息，并應要求相應的設備廠商提供用于證實的宏循環周期時間專用測試、計算工具或計算方法。
3火電廠現場總線實施方案
根據目前現場總線在各個電廠的應用情況，以及我院在現場總線控制系統設計中的經驗，在現場總線控制系統配置中可以按工藝特點把火電廠控制系統劃分為多個子系統，一般情況下，現場總線要按照工藝系統來設計，對于物理空間相近又同屬于一個工藝系統的設備應分布在一個網段上，調節回路控制策略和設備控制邏輯也按工藝系統劃分，在各自的控制器中實現。下表是主廠房各系統現場總線方案配置：

對于上表中采用現場總線方式的系統，發生異常會對機組的安全運行帶來很大的影響的電動機和閥門等設備，除了采用總線以外，主要的控制信號(位置反饋、分合閘指令)也采用了硬接線接入控制系統。這種采用硬接線和現場總線結合的方式，常規運行時采用現場總線控制，當總線和冗余總線同時故障而發生通訊中斷的情況下，控制系統利用現場總線的診斷功能及時發現故障，自動切換到硬接線控制并報警，實現對這些重要設備的控制，不影響機組的正常運行。
4結束語
目前，現場總線技術在各電廠已逐步得到了廣泛的應用，使電廠的安裝、調試、維護更為方便，為火電廠全廠范圍數字化、信息化的實現提供了基本保證，但是現場設備的數字化雖然加速了電廠信息化進程，但是在信息化為生產服務上沒有明顯的作為，如果以后能與廠級監控信息系統(SIS)進行結合，我們相信現場總線在火電廠中的應用會有巨大的生命力。
參考文獻
[1]張翼.現場總線技術在數字化發電廠中的應用研究[A].上海交通大學碩士論文，2009.
[2]張翼.韓兵現場總線的發電廠機組控制應用研究[T].自動化儀表，2008.