現場總線控制系統在火電廠的應用與前景 １
20世紀80年代，DCS(數字式分散控制系統)開始進入電站自動化控制領域,由于其在安全生產與經濟效益等方面帶來的正面作用是以往任何一種控制系統無法與其相提并論的，因此，DCS在電站被廣泛使用。
目前300MW以上機組，無論是國產機組還是引進機組，無一例外采用DCS，就連200MW、100MW機組也在使用DCS來進行改造，甚至于一些自備電廠的25MW、12MW的火電機組也采用DCS系統。
那么，作為20世紀90年代才走向實用化的，在自動化領域內最為新型的控制系統——現場總線控制系統(fieldbuscontrolsystem,FCS)，能否也像DCS系統一樣被電站接受并廣為推廣使用?
1 FCS與DCS相比較最顯著的特點
根據國際電工委員會IEC1158定義:安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、串行、多點通信的數據總線稱為現場總線。
以現場總線為基礎的全數字控制系統稱為現場總線控制系統FCS。即:現場總線是用于現場儀表與控制室系統之間的一種開放、全數字化、雙向通信與多站的通信系統。
DCS與FCS的具體比較如下:
(1)DCS系統是個大系統，其控制器功能強而且在系統中的作用十分重要，數據公路更是系統的關鍵，所以必須整體投資一步到位，事后擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現場化，廣泛采用的數字智能現場裝置使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，FCS系統投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。
(2)DCS系統是封閉式系統，各公司產品基本互不兼容。而FCS系統是開放式系統，用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的各種設備連入現場總線，達到最佳的系統集成。
(3)DCS系統的信息全都是二進制或模擬信號形成的，必須有D/A與A/D轉換。而FCS系統是全數字化，免去了D/A與A/D變換，高集成化高性能，使精度可以從±0.5%提高到±0.1%。
(4)FCS系統可以將PID閉環控制功能裝入變送器或執行器中，縮短了控制周期，目前可以從DCS的2～5次/s，提高到FCS的10～20次/s，從而改善調節性能。
(5)DCS系統可以控制和監視工藝全過程，對自身進行診斷、維護和組態。但是，由于其自身的致命弱點，其I/O信號采用傳統的模擬量信號，無法在DCS工程師站上對現場儀表(含變送器、執行器等)進行遠方診斷、維護和組態。FCS系統采用全數字化技術，數字智能現場裝置發送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS系統采用雙向數字通信現場總線信號制。因此，它可以對現場裝置(含變送器、執行器等)進行遠方診斷、維護和組態。FCS系統這點優越性是DCS系統無法比擬的。
(6)FCS系統由于信息處理現場化，與DCS系統相比，可以省去相當數量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時也節省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積，有專家認為可以節省60%。
目前300MW以上機組，無論是國產機組還是引進機組，無一例外采用DCS，就連200MW、100MW機組也在使用DCS來進行改造，甚至于一些自備電廠的25MW、12MW的火電機組也采用DCS系統。
那么，作為20世紀90年代才走向實用化的，在自動化領域內最為新型的控制系統——現場總線控制系統(fieldbuscontrolsystem,FCS)，能否也像DCS系統一樣被電站接受并廣為推廣使用?
1 FCS與DCS相比較最顯著的特點
根據國際電工委員會IEC1158定義:安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、串行、多點通信的數據總線稱為現場總線。
以現場總線為基礎的全數字控制系統稱為現場總線控制系統FCS。即:現場總線是用于現場儀表與控制室系統之間的一種開放、全數字化、雙向通信與多站的通信系統。
DCS與FCS的具體比較如下:
(1)DCS系統是個大系統，其控制器功能強而且在系統中的作用十分重要，數據公路更是系統的關鍵，所以必須整體投資一步到位，事后擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現場化，廣泛采用的數字智能現場裝置使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，FCS系統投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。
(2)DCS系統是封閉式系統，各公司產品基本互不兼容。而FCS系統是開放式系統，用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的各種設備連入現場總線，達到最佳的系統集成。
(3)DCS系統的信息全都是二進制或模擬信號形成的，必須有D/A與A/D轉換。而FCS系統是全數字化，免去了D/A與A/D變換，高集成化高性能，使精度可以從±0.5%提高到±0.1%。
(4)FCS系統可以將PID閉環控制功能裝入變送器或執行器中，縮短了控制周期，目前可以從DCS的2～5次/s，提高到FCS的10～20次/s，從而改善調節性能。
(5)DCS系統可以控制和監視工藝全過程，對自身進行診斷、維護和組態。但是，由于其自身的致命弱點，其I/O信號采用傳統的模擬量信號，無法在DCS工程師站上對現場儀表(含變送器、執行器等)進行遠方診斷、維護和組態。FCS系統采用全數字化技術，數字智能現場裝置發送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS系統采用雙向數字通信現場總線信號制。因此，它可以對現場裝置(含變送器、執行器等)進行遠方診斷、維護和組態。FCS系統這點優越性是DCS系統無法比擬的。
(6)FCS系統由于信息處理現場化，與DCS系統相比，可以省去相當數量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時也節省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積，有專家認為可以節省60%。
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