ABB DSAI130  DSAO130

PROFIBUS是一种开放式现场总线，它是适用于各种任务的最优化网络，网络配置灵活，即使在非常恶劣的环境中也能可靠、稳定运行。 PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA（Process Automation过程自动化）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification现场总线信息规范），它们有其各自独特之处，而实际上又根据应用要求常常构成混合网络结构，博取众长。本文结合天生桥二级电站机组控制系统中的控制设备，详细分析Profibus-DP现场总线，着重从控制可靠性、联网特点、经济性等方面进行探讨。

　　PROFIBUS-PA专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。实质上，PROFIBUS-PA就是“PROFIBUS-DP通信”+“对现场设备优选的传输技术”。PA将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来，PA可用来替代4-20mA的模拟技术。PROFIBUS-PA最最主要特性是，在过程自动化的PROFIBUS-PA段与PROFIBUS-DP总线段之间通过藕合器连接，并实现两段间的透明通信，使用与IEC1158-2技术相同的双绞线完成远程供电和数据传送。PROFIBUS-PA采用PROFIBUS-DP的基本功能来传送测量值和状态。目前，PROFIBUS-PA行规已对所有通用的测量变送器和其它选择的一些设备类型作了具体规定，这些设备如：测量压力、液位、温度和流量的变送器；数字量输入和输出；模拟量输入和输出；阀门；定位器。PROFIBUS-PA的优势在于它可以节省50%以上的规划、设计、安装成本，此外，本质安全能力和一个组态工具对所有仪器仪表都适用。

2、天生桥二级电站机组原控制系统组成

　　天生桥二级电站位于贵州、广西交界的南盘江上，属于珠江流域水系，电站装机6x220MW混流式水轮发电机组，电站型式为引水式。电站开工于1982年，1992年12月第一台机组投产，2001年4月6台机组全部安装完毕。电站设计原采用计算机监控为主，常规监控为辅的方式，计算机监控系统分为两期工程实施，第一期工程在机组层实现单机控制自动化，在全站采用常规集中监控系统，第二期工程实现上位机系统和开关站远程自动化控制。

　　1992年机组投产时采用了Siemens公司的S5-150H程控器作为机组控制器（LCU），但一直未能实现机组自动开停机，主要原因是机组自动化元件选型不合理，机组部分辅助设备可靠性不高所至。1995年启动第二期工程，对全站计算机监控系统进行国际招标，美国ABB SYSTEM CONTROL公司中标，由于ABB SC提出与Siemens公司的程控器通讯存在问题，因此由ABB SC提供HARRIS制造的D20 LCU取代原1-4#机组的S5-150H，1996年开始安装，1997年初投入运行。但投运以来，系统一直运行不稳定，经ABB SC技术人员多次处理未能取得改善，当时机组还不能实现远方自动开停机等基本监控功能。

2.1原机组控制系统存在的问题

　　二级电站机组控制的设计原则是以计算机监控为主，常规监控系统为辅。实际的设计没有按照此原则进行。原来的设计中采用了很多继电逻辑回路，这些回路本身并未构成一个完整的系统，而是穿插在LCU的回路中，这些回路并不能对机组整体进行有效的控制，使得在LCU与现场设备间仍然存在着继电逻辑回路，如辅助设备继电器屏（P13）、机械保护屏（P9）等，其中大量的输入信号并未直接引入LCU，而是经过一些中间继电器、掉牌信号继电器等中转后引入LCU，这些信号在异常情况下如电源掉电，或者是信号继电器掉牌后未能复归而信号再次发生时是不可能反应现场设备的实际状态，这对于今后实现少人值班时机组运行的安全保障有严重的威胁；而在DO回路上也存在着很多不合理之处。对于P13屏来说，原来设计的推力高压油减载装置在更换塑料瓦以后已经取消，故该回路已经失去意义；加热器、吸尘器、推力气密封风机的控制回路在P13屏内仅仅是一只中间继电器，而LCU的输出继电器已经可以直接启动这些装置，因此可以将该回路改为直通；最不合理的是所有的电磁阀在P13屏内并未有逻辑回路，仅仅是端子转接，增加了接线的复杂性。由于设计中对机组流程设计不够合理，需要在现场进行大量的更改，而很多功能的修改需要LCU软件和常规继电逻辑进行修改，再加上现场自动化元件的选型问题，造成了初期机组不能实现自动开停机。因此简化回路接线，理清控制逻辑关系，建立一个以LCU为核心的机组控制系统，对于机组安全运行、减轻维护人员工作量、真正实现少人值班电站是非常重要的。

　　同时根自动化元件在选型方面仍存在很多问题，如很多电磁阀采用单稳态形式，这在计算机控制系统中是比较忌讳的，因为计算机控制系统的设计中指出，对执行元件的选择应该尽量采用双稳态形式，在系统故障时控制对象必须保持在稳定状态。另一方面，自动化元件的工作环境在设计中均没有很好考虑，如空气电磁阀的压缩空气质量问题、油回路电磁阀油的污染和进水的问题，使自动化元件不能工作在良好的工况下，自然动作成功率就低。

　　应在基于最终实现少人值班的前提下对设备各部的监视点进行重新配置，应考虑能对运行人员或检修人员提供完整的设备信息，并为以后实现检修信息系统提供数据，为逐步实现状态检修创造条件。元件选型应大胆采用新技术、新产品，提高元件的可靠性，延长元件的检验周期。

　　流程的设计人员对现场工作的了解不够，对流程中的重点对象和危险点没有把握，设计出来的流程让现场工作人员看了无法接受。二级电站的机组流程原来就有一个问题，机组开机过程中失败，流程直接退出不管，根本没有考虑机组当时是处于怎样的状态，结果是调速器故障切到手动，而机组导叶处于开机第一开度，最终机组过速。因此流程的设计应该是智能化的，在非正常情况下应有相应的处理措施，将机组维持在一个安全稳定的状态，即应始终遵循“故障导向安全”的设计原则。因此流程的设计应该是由有丰富经验的现场安装、运行人员参与设计才能保证其实用性，也是系统成功的重要原因。

2711P-T6C20D

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140CRP93200

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DPR250

A20B-3900-0042

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GMI-S13

AO810

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6ES7 331-7RD00-0AB0

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A03B-0819-C161

WH5-2FF

L5201-2-02

31C015-503-4

MM05C-503-00

MVME5500-0161

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DSAI 130D

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ADAM-5510

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MVME167PA-34SE

HE100S

6FX1115-0AA02

6FX1123-7AA02

6FX1125-1AA01

6FC3988-7AF01

1756-OW16I

1756-TBCH/A

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SDCSPOW-1

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PSSI PS24  302051

C7012A 1202

1326AB-B420E-M2L

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IC693PBM200

140DD035300

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PS-M06D12S5-NJ1L(S)

A06B-0126-B577

6ES7331-7KF02-OABO

6ES7332-5HD01-OABO

1756-CN2

1756-EWEB

1756-IB32

1756-L63

1756-OF8

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972-0DP10

MC-4/11/10/400

1756-CNB

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1756-ENBT

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1756-PA72

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1757-SRM

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1746-P2

1747-L541

1756-BA1

1756-IB32

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1756-PA72/C

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OP-620

621-6575

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A16B-1212-0210

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USB-STICK 4GB

5X00226G01

EVS9325-ES

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FRN7.5P11S-4CX

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KSD1-16

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开关电源

1756-CNB

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1394C-SJT22-D

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