基于現場(chǎng)總線(xiàn)的電動(dòng)執行機構在電站工程的應用研究

　　圖1為一組現場(chǎng)總線(xiàn)電動(dòng)執行機構的硬件配置結構，另一組的網(wǎng)絡(luò )及硬件配置與此完全相同。17個(gè)執行機構由Profibus DP總線(xiàn)串聯(lián)接至光電轉換器OLM1，通過(guò)光纖傳輸，將總線(xiàn)上的信號傳送到電子間機柜中的OLM2，再經(jīng)Profibus DP總線(xiàn)將信號傳到通信和存儲模塊IM 308C，最后通過(guò)RS-485總線(xiàn)到達控制處理器PA。PA作為底層處理器全部掛在工廠(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)，工程師站可通過(guò)工廠(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)對所有總線(xiàn)執行機構進(jìn)行組態(tài)。連接在終端總線(xiàn)網(wǎng)的操作員站可通過(guò)工廠(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)、PA對執行機構進(jìn)行開(kāi)、關(guān)、停等操作。

　　OLM1布置于現場(chǎng)控制箱中，OLM2、IM308C及PA都布置于電子間DCS機柜，具體布置如圖2所示。由于A(yíng)UMA現場(chǎng)總線(xiàn)電動(dòng)執行機構的控制單元均配有雙通道Profibus DP冗余總線(xiàn)接口，故主站PA、IM 308C、電源模塊及所有總線(xiàn)配置都是冗余的，進(jìn)一步提高了系統運行的安全性。

圖2 電子間DCS機柜內部布置圖

　　3.3 控制的軟件實(shí)現

　　作為現場(chǎng)總線(xiàn)電動(dòng)執行機構，其運行模式與普通執行機構相比有一定的特殊性。用戶(hù)首先對安裝完畢的設備進(jìn)行物理地址和與閥門(mén)相關(guān)參數的設定，可通過(guò)執行機構本體上的液晶顯示器和按鈕盤(pán)實(shí)現。

　　在硬件結構建立后，用戶(hù)需在工程師站完成通信程序和系統組態(tài)軟件，寫(xiě)入IM 308C的存儲單元FLASHROM(快速可擦寫(xiě)可編程只讀存儲器)中，包括對各個(gè)執行機構物理地址與執行機構本體的匹配設定和開(kāi)、關(guān)、?？刂萍肮收媳O控的實(shí)現。組態(tài)程序可看作工程師站的一個(gè)模塊，對執行機構控制參數的設定及修改等操作均可通過(guò)該模塊完成。

　　在組態(tài)完成、地址設定匹配后，啟動(dòng)IM 308C，運行位于FLASHROM中的用戶(hù)程序，建立網(wǎng)絡(luò )結構，通過(guò)對AUMA電動(dòng)執行機構上物理地址的確認建立網(wǎng)絡(luò )連接，同時(shí)根據執行機構廠(chǎng)家提供的設備描述文件讀取相應設備信息，實(shí)現各個(gè)設備的識別，從而實(shí)現執行機構接收集控室的運行指令和反饋閥門(mén)狀態(tài)。執行機構的閉環(huán)運算以及與其它設備間聯(lián)鎖等開(kāi)環(huán)運算，在主站AP中以10ms為周期進(jìn)行，并以數字量形式直接傳至AUMA執行機構的PROFIBUS DP接口，從而完成對電動(dòng)執行機構的控制。寧海電廠(chǎng)分散控制系統采用西門(mén)子Teleperm-XP，圖3所示為該系統的操作員站閉式循環(huán)水系統AUMA MATIC執行機構的操作畫(huà)面，任何開(kāi)、關(guān)、停操作最后都必須以點(diǎn)擊綠色界面左下角"EXECUTE"鍵來(lái)完成操作內容。

圖3 AUMA現場(chǎng)總線(xiàn)執行機構操作畫(huà)面

　　3.4 應用效果

　　一種新型設備的應用，其優(yōu)勢最終在運行時(shí)得以檢驗。浙江國華寧海電站2號、3號機組順利通過(guò)168小時(shí)無(wú)故障運行投產(chǎn)，所有AUMA現場(chǎng)總線(xiàn)執行機構運行正常。通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)與DCS的通信，AUMA電動(dòng)執行機構的開(kāi)、關(guān)、故障等信息得以反饋，集控室操作員可根據實(shí)際運行要求對執行機構進(jìn)行遠程手操。當AUMA電動(dòng)執行機構故障時(shí)，可在工程師站將該節點(diǎn)從總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中刪除以進(jìn)行檢修，而不會(huì )影響總線(xiàn)上其他節點(diǎn)設備的運行與監控，與DCS控制模塊故障相比，大大提高了系統運行的安全性。

　　與常規電動(dòng)執行機構比較，現場(chǎng)總線(xiàn)執行機構在設計、安裝、調試的各個(gè)應用環(huán)節也體現著(zhù)自己的優(yōu)勢。在設計過(guò)程中，各電動(dòng)執行機構信號無(wú)需以硬接線(xiàn)形式單獨接入DCS卡件通道和開(kāi)列常規電纜并計算長(cháng)度，而只需以整個(gè)網(wǎng)絡(luò )為單位對總線(xiàn)的總長(cháng)度進(jìn)行估算，節省了大量電纜。施工時(shí)，無(wú)需考慮電纜的芯芯對接，而只需完成總線(xiàn)輸入和輸出的插拔式連接，減少了大部分工作量，并為維護和檢修提供便利。給總線(xiàn)執行機構設定與工程師站匹配的物理地址且通信狀態(tài)良好，就表征調試完畢，大大減少了可能出現的調試問(wèn)題和故障點(diǎn)。