關(guān)于火電廠現(xiàn)場總線調(diào)試方法及問題處理的研究

劉洋+陳哲盼

摘要：現(xiàn)場總線技術(shù)是火電廠自動化控制系統(tǒng)的核心技術(shù)，關(guān)系到整個通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸效率和質(zhì)量。盡管現(xiàn)場總線技術(shù)在我國電力事業(yè)的發(fā)展中已經(jīng)經(jīng)歷了很多次變革，但是至今尚未形成標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線調(diào)試方法，致使出現(xiàn)很多不可預(yù)見的故障。這些故障的出現(xiàn)會嚴(yán)重影響到火電廠自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。鑒于此，本文對火電廠現(xiàn)場總線調(diào)試方法和問題處理的探究對于創(chuàng)新和完善現(xiàn)場總線技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：火電廠；現(xiàn)場總線；調(diào)試方法；問題處理

前言：

由于缺少規(guī)范的現(xiàn)場總線調(diào)試方法，總線控制系統(tǒng)中常常發(fā)生鏈路的通信故障，造成傳輸信號的不穩(wěn)定，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的正常運行。其次，電力自動化控制系統(tǒng)往往采用集散式的系統(tǒng)模式。因此，現(xiàn)場總線控制技術(shù)的質(zhì)量將關(guān)系到系統(tǒng)的集中管理效果。基于現(xiàn)場總線技術(shù)對火電廠運行的重要性，本文對現(xiàn)場總線調(diào)試方法即問題處理的研究是十分必要的[1]。

一、火電廠現(xiàn)場總線調(diào)試方法

調(diào)試現(xiàn)場總線的目的是為了規(guī)避風(fēng)險，降低通信故障發(fā)生的概率。一般情況下，現(xiàn)場總線調(diào)試過程可以分為調(diào)試前準(zhǔn)備和調(diào)試兩個環(huán)節(jié)。首先，在調(diào)試之前要深入了解現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)圖，對各個通信模塊的功能進(jìn)行分析，并掌握火電廠現(xiàn)場總線技術(shù)實施的標(biāo)準(zhǔn)和具體的鏈路通信特點。現(xiàn)場總線是一個整體的鏈路系統(tǒng)，不同鏈路分支上分布著不同的總線設(shè)備。在調(diào)試現(xiàn)場總線之前，要對各種總線設(shè)備的型號、出廠編號、品牌和版本號等內(nèi)容進(jìn)行一一核查，確保調(diào)試過程有充足的依據(jù)。其次，在準(zhǔn)備工作完成以后，將進(jìn)入現(xiàn)場總線的調(diào)試過程，具體步驟如下：

1.通信電纜及總線接入的就地設(shè)備類型核查。檢查重點內(nèi)容包括通信電纜的接入方式是否正確，即紅負(fù)，綠正接入；強電電纜與通信電纜在總線系統(tǒng)中是否被分開；各總線接入的就地設(shè)備是否正確，一般情況下閥門和電氣開關(guān)是DP總線的就地設(shè)備，而變送器和定位器是FF總線和PA總線的就地設(shè)備；在總線接入就地設(shè)備時分為直接接入和間接接入，直接接入就地設(shè)備的DP總線上分布的設(shè)備數(shù)量較多，是重點的檢查對象，檢查時重點核查設(shè)備接入種類與設(shè)計內(nèi)容是否一致[2]。

2.檢查總線鏈路整體性能是否良好，具體的檢查內(nèi)容如下：A.通過檢查鏈路設(shè)備的接線狀態(tài)，判斷總線鏈路中是否存在斷點問題；B.判斷總線鏈路的設(shè)計類型，并檢查冗余鏈路下是否存在通信電纜交叉接入問題；C.DP總線下，檢查就地設(shè)備的接線回路狀態(tài)，查看設(shè)備是否形成串接關(guān)系；A總線下，檢查多個PA接線盒的連接回路狀態(tài)；FF總線下，檢查2個FF接線盒的接線回路狀態(tài)；D.針對PA總線和DP總線，核查DCS組態(tài)中設(shè)置的通信地址與就地總線設(shè)備的通信地址是否相同；E.檢查DP總線安裝的電阻是否是按照綠正、紅負(fù)的方式接入到鏈路終端，并檢測電阻的電壓是否正常。其它總線鏈路終端接入的電阻要正確置于ON位或OFF位，保證其工作的狀態(tài)符合鏈路設(shè)備運行要求。F.檢查各個總線鏈路上是否有效接入了通信電纜線的屏蔽線[3]。

3.總線通信狀態(tài)的檢測。檢查通信狀態(tài)的第一步：查看光電轉(zhuǎn)化器和耦合器上的指示燈顏色。如果顯示為橙色，則表示通信正常，如果是紅色，則預(yù)示通信故障。在第一步確認(rèn)為正常的條件下，進(jìn)行第二步的檢查：光電轉(zhuǎn)換器上有CH1和CH2兩種標(biāo)識的指示燈，通信正常的標(biāo)志是兩燈均顯示橙色，通信故障的標(biāo)志是CH1或CH2指示燈顯示紅色，且說明通信故障發(fā)生于下層獲上層網(wǎng)絡(luò)中。

4.采用總線通信測試儀器檢測總線設(shè)備是否具備正常的通信功能，具體的檢測方式仍然以DCS組態(tài)中的地址為標(biāo)準(zhǔn)，如果總線通信測試儀器測試的地址與其相同，這說明通信正常，反之為異常狀態(tài)。

5.最后一步，確認(rèn)設(shè)備參數(shù)是否與說明書一致，調(diào)試前準(zhǔn)備工作為調(diào)試結(jié)束提供了參考依據(jù)。因此，務(wù)必要保證調(diào)試前準(zhǔn)備期間所收集的數(shù)據(jù)參數(shù)足夠精確。以上便是現(xiàn)場總線的調(diào)試過程說明[4]。

二、現(xiàn)場總線調(diào)試故障的原因分析

通過分析調(diào)試過程可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場總線調(diào)試故障主要表現(xiàn)為通信故障。具體而言，通信故障可能會發(fā)生在總線鏈路、總線鏈路上的某一點或某一條總線鏈路的多個點上。導(dǎo)致總線鏈路發(fā)生通信故障問題的原因主要包括以下幾個方面：1.回路中存在斷點，致使通信中斷；2.DCS光電轉(zhuǎn)換器接收和發(fā)送光纖與就地總線柜光電裝換器光纖相反；3.通信電纜的正負(fù)極接入方式錯誤，且存在交叉接入現(xiàn)象；4總線鏈路接入了失效的終端電阻[5]。

線路某一點產(chǎn)生通信故障的原因包括：1.總線接入就地設(shè)備的地址不同于DCS組態(tài)里設(shè)定的地址；2.GSD文件版本不同；3.通信模塊功能發(fā)生問題，總線盒供電電壓異常等。當(dāng)一條總線鏈路中存在多個信號不穩(wěn)定時，可能是由于總線鏈路過長或總線鏈路中出現(xiàn)屏蔽故障。當(dāng)然，如果在總線鏈路中存在一定的強電干擾，也會導(dǎo)致總線鏈路中多個信號不穩(wěn)，進(jìn)而引發(fā)通信故障。

結(jié)論：

綜上所述，現(xiàn)場總線系統(tǒng)是火電廠自動化控制系統(tǒng)的核心組成。為了保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性和可靠性，要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和步驟調(diào)試總線鏈路，檢測基于不同總線下的就地設(shè)備接入狀態(tài)和各總線鏈路的通信狀態(tài)。在調(diào)試完以后，要根據(jù)通信故障的產(chǎn)生原因，對線路或設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的檢測和修復(fù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚祥帥，陳坤，高奎.火電廠現(xiàn)場總線調(diào)試方法及問題處理[J]. 熱力發(fā)電，2016，45（05）：117-120.

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[3]鄧慧，張明，吳永存，范立，張菊軍.大型火電廠現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J].中國電力，2009，42（03）：59-62.

[4]顏渝坪，崔逸群，王春利，曾衛(wèi)東，丁偉，董芳，周斌，傅望安.火電廠現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的成功應(yīng)用[J].中國電力，2007，（03）：56-60.

[5]顏渝坪.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)——火電廠現(xiàn)代化控制、管理和決策的基石[J].中國電力，2003，（03）：57-61.endprint