現(xiàn)場總線技術(shù)介紹和現(xiàn)場總線系統(tǒng)應(yīng)用研究

　　4 某電廠機組主廠房外水系統(tǒng)現(xiàn)場總線設(shè)計方案

　　本工程輔網(wǎng)硬件為艾默生公司的Ovation控制系統(tǒng)控制器、Profibus-DP和FF總線接口裝置。下面簡要的對這兩種現(xiàn)場總線模塊進行介紹。

　　Ovation基金會現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線模塊

　　每個Ovation控制器可連接多達12只現(xiàn)場總線FF模塊。每只FF模塊可支持2個H1現(xiàn)場總線分支，每個H1現(xiàn)場總線分支可連16只支持總線驅(qū)動的現(xiàn)場智能儀表。OvationFf現(xiàn)場總線模塊可以控制現(xiàn)場智能設(shè)備和Ovation控制器之間的通訊。OvationFf現(xiàn)場總線模塊提供了標準的連接端子，使用帶屏蔽的一對雙絞線纜連接現(xiàn)場智能設(shè)備，通信和供電都通過這對線纜實現(xiàn)。OvationFf現(xiàn)場總線模塊通過本地I/O總線與Ovation控制器連接。這等同于一個擁有很多通道的超級I/O模件?？刂破骺梢韵笫褂闷渌麵/O數(shù)據(jù)一樣將這個模塊的數(shù)據(jù)用在控制邏輯、報警等應(yīng)用中。

　　Ovation Profibus-DP現(xiàn)場總線模塊

　　每對控制器最多支持12個ProfibusDP現(xiàn)場總線模塊，即24段單主控現(xiàn)場總線分支或者12段冗余主控現(xiàn)場總線分支。Profibus-DP總線采用主從通訊模式。每段總線支持32個從設(shè)備，加中繼器時最多支持126個設(shè)備。

　　OvationProfibus-DP現(xiàn)場總線模塊作為總線段的主設(shè)備而工作。模塊采用標準的RS485傳輸技術(shù)。這種傳輸技術(shù)一般被稱為H2，可以用于高速傳輸、安裝簡便而且便宜的場合。

　　Profibus總線支持增加和刪除從設(shè)備，可以逐一投運設(shè)備，而不影響其他設(shè)備的正常運行。未來總線段的擴展也不會影響到正常運行的從設(shè)備。Profibus-DP技術(shù)基于帶終端器的總線，每個連接器都能提供可切換的終端器功能。Ovation系統(tǒng)一般將這種終端器設(shè)置于總線段的兩端。過程信號從DP接口模塊進入Ovation控制器后，可以直接應(yīng)用于控制策略中，如同傳統(tǒng)的直連式I/O。有些Profibus-DP設(shè)備能夠提供診斷信息，可以顯示于專門的診斷窗口，也可以被Ovation系統(tǒng)所使用。

　　由于本工程在主廠房外水系統(tǒng)確定采用現(xiàn)場總線時，超濾及反滲透設(shè)備已經(jīng)招標，廠供的表計不帶總線接口，所以這些表計采用硬接線方式接入控制系統(tǒng)。其他設(shè)備按以下原則進行設(shè)計：

　　氣動閥電磁閥箱DO信號，電氣MCC控制DO信號、DI信號、電動閥DO、DI信號采用PROFIBUS-DP總線。電流AI信號，表計AI信號，電動調(diào)節(jié)閥AO、AI采用FF總線。氣動閥門的電磁閥箱采用閥島，其DO信號以現(xiàn)場總線方式接入控制系統(tǒng)；MCC采用智能馬達控制器，DO、DI、AI信號以現(xiàn)場總線方式接入控制系統(tǒng)。

　　本系統(tǒng)控制方案由2層通訊結(jié)構(gòu)：上層為操作員站與控制器間的高速工業(yè)以太網(wǎng)通訊；控制器與現(xiàn)場設(shè)備之間采用現(xiàn)場總線通訊?？紤]到主廠房外水系統(tǒng)的重要性以及系統(tǒng)設(shè)備眾多，為該系統(tǒng)配備5對冗余的Ovation控制器，其鍋爐補給水預處理系統(tǒng)1對，鍋爐補給水除鹽處理系統(tǒng)1對，工業(yè)廢水+儲氫1對，循環(huán)水處理2對。

　　下面以其中一對控制器為例說明各網(wǎng)段的FF總線和Profibus-DP總線的設(shè)備連接形式及所采用的總線電纜的型號。FF總線為帶電總線，現(xiàn)場采用“雞爪形”的拓撲結(jié)構(gòu)，每個智能現(xiàn)場設(shè)備通過FF總線電纜接入FF總線通訊接線盒，接線盒又通過FF總線接入控制柜的FF電源調(diào)節(jié)模塊。

　　在接線盒中安裝一個現(xiàn)場終端器，該終端器有醒目的標簽，防止因疏忽被拆卸。另一個終端器安裝在主機側(cè)的電源調(diào)節(jié)器內(nèi)。接線盒安裝在就地并盡可能保證設(shè)備至接線盒的長度最短。FF電纜型號為Belden3076F。