基于Ovation系統的輔助系統監視方案比較與選擇

　　　　　　　　　　　 圖2 基于modbus協(xié)議的遠程i/o系統

　 電子室的控制柜需要1塊串口通訊控制卡（lc卡），其作為主機，idas高速抗干擾通訊模塊作為從機，通過(guò)rs232或rs485硬件接口，采用標準modbus協(xié)議，以19.2kbps的通訊速率與dcs進(jìn)行通訊。

　 鍋爐現場(chǎng)需要12臺智能采集前置機（每臺支持20個(gè)通道，各種熱電偶、熱電阻、直流電壓、電流、電阻可以在同一臺智能采集前置機上混接。具有3種冷端補償方式）?，F場(chǎng)遠程i/o站和中控室主站之間應采用雙向冗余的通訊連接，idas的網(wǎng)絡(luò )最大距離是1200米。通訊電纜采用屏蔽雙絞線(xiàn)。

　 該方案的最大特點(diǎn)是經(jīng)濟、實(shí)用。其通用、成熟的第三方測試軟件及較低的成本，實(shí)現了電力系統現場(chǎng)設備間的數據和控制命令的信息交互，系統接口簡(jiǎn)單、實(shí)用，主要技術(shù)問(wèn)題均通過(guò)軟件方法得以解決；數字化的信號傳輸，上層工作站及高速網(wǎng)之間的信息交換，全部使用數字信號，實(shí)現了高速、雙向、多變量、多站點(diǎn)之間的通信。但信息集成能力不強，控制器獲取信息量有限，大量的數據如設備參數、故障診斷及故障記錄等很難得到，因此也很難完成現場(chǎng)設備的遠程參數設定、修改等參數化功能，造成系統可維護性不高，而modbus有這方面的優(yōu)勢。

　 2.3 基于ff的智能儀表系統

　 進(jìn)入二十世紀九十年代以后，現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（fcs，fieldbus control system）走向實(shí)用化?，F場(chǎng)總線(xiàn)是用于過(guò)程自動(dòng)化或制造自動(dòng)化中的，實(shí)現智能化現場(chǎng)設備（如變送器，執行器，控制器）與高層設備（如主機，網(wǎng)關(guān)，人機接口設備）之間互聯(lián)的，全數字、串行、雙向的通信系統[2]。

　 emerson公司提供并生產(chǎn)了ovation控制系統控制器與ff現場(chǎng)總線(xiàn)接口裝置，使得ovation系統的數字通訊功能延伸至現場(chǎng)智能設備。接口的核心部件是網(wǎng)關(guān)處理器，它處理所有進(jìn)出ovation控制器的以太網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)流量，同時(shí)緩存ovation控制器和h1現場(chǎng)總線(xiàn)模塊之間的傳輸信息，還具有自檢和糾錯功能，將這些結果送到控制器進(jìn)行監視。內置的現場(chǎng)總線(xiàn)組態(tài)軟件（在ovation專(zhuān)用組態(tài)軟件develop studio中）能夠自動(dòng)、方便的把系統控制策略下載到某現場(chǎng)總線(xiàn)分支的所用現場(chǎng)設備中。

　 圖3所示為基于ff的智能系統結構。

　　　　　　　　　　　 圖3 基于ff的智能儀表系統

　基于基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)的溫度變送器848t是溫度測量的首選模塊。848t和dcs間的通訊是由h1卡（現場(chǎng)總線(xiàn)卡）并通過(guò)dcs組態(tài)來(lái)實(shí)現，h1的傳輸速率是31.25kbps，段的總長(cháng)度取決于電纜類(lèi)型，最長(cháng)為1900米。它同時(shí)提供8路溫度測量，可分別組態(tài)為2線(xiàn)或3線(xiàn)熱電阻、熱電偶。

　 根據操作區域劃分，共配置1個(gè)網(wǎng)關(guān)，電源模塊和2塊非冗余的h1卡，每個(gè)h1卡有2個(gè)接口，4條ff總線(xiàn)，4塊為總線(xiàn)提供電源的mtl5995模塊內帶終端，每條總線(xiàn)帶8臺848t共32臺。每條總線(xiàn)上掛8臺848t，每臺848t接7或8個(gè)k分度熱電偶，32臺848t最多可接256個(gè)點(diǎn)，現有233個(gè)點(diǎn)，剩余23個(gè)通道作為備用。

　 該方案最大的優(yōu)勢是fcs系統采用的是全數字、雙向通信，是目前技術(shù)發(fā)展的趨勢，在信息時(shí)代的今天尤為突出?？捎靡粚﹄p絞線(xiàn)電纜將分散的智能現場(chǎng)裝置連接至中央控制室，而模擬量傳輸無(wú)法做到這一點(diǎn)。通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)獲得的大量的現場(chǎng)實(shí)時(shí)信息為管理決策提供了基礎[3]，且其傳輸抗干擾性強，測量精度高。

　 單從硬件設備的價(jià)格上來(lái)講，現場(chǎng)總線(xiàn)方案是最貴的，一體化遠程方案次之，基于modbus協(xié)議的遠程方案最經(jīng)濟。但從dcs供應商的選擇；電纜橋架和電纜保護管材料成本和安裝成本；電纜材料、電纜敷設及接線(xiàn)的成本和安裝成本；i/o卡件和機柜的成本以及潛在的系統、設備的升級，營(yíng)運和維修等方面的費用來(lái)綜合考慮系統成本的話(huà)，ff方案的經(jīng)濟優(yōu)越性將會(huì )越明顯?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的最終目標是信息處理的現場(chǎng)化和智能化，技術(shù)優(yōu)勢隨著(zhù)其發(fā)展也會(huì )越明顯。

　 3 結束語(yǔ)

　 本文分析比較了三種基于ovation系統的金屬壁溫數據采集方案，結果顯示：ovation一體化的遠程i/o系統實(shí)現全廠(chǎng)dcs一體化，方便運行維護和管理；基于modbus協(xié)議的遠程i/o系統性?xún)r(jià)比最高；基于ff的智能儀表系統最具有發(fā)展潛力。同時(shí)這幾種方案不僅用于鍋爐金屬壁溫的監測，對于汽機的金屬溫度；發(fā)電機的線(xiàn)圈、鐵芯、氫氣和冷卻水溫度；輔機軸承溫度；循環(huán)水泵房的測量；水工工業(yè)綜合水泵房的測量；燃油泵房的測量等其他輔助系統的測量都有一定的指導意義。在實(shí)際工程中，這三種方案都已成熟應用，用戶(hù)可根據不同要求制定具體的方案。同時(shí)從遠程智能i/o的成功應用表明:由物理分散控制發(fā)展到現場(chǎng)總線(xiàn)型分散控制是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。