PROFIBUS現場總線技術及其在電力行業中的應用

三、Profibus系統在循環流化床鍋爐控制系統的應用方案

　　在下面的論述中，我們將以電廠循環流化床鍋爐機組控制系統為例，介紹一下現場總線技術在電廠的應用。

　　電廠控制分成:過程控制系統和輔機控制系統

　　主機控制系統:

　　· 數據采集 （DAS）

　　· 模擬量控制 （MCS）

　　· 發電機-變壓器組和廠用電源系統順序控制 SCS（G/A）]

　　· 鍋爐爐膛安全監控系統 （FSSS）

　　· 汽輪機電液控制系統 （DEH）

　　· 輔機控制系統:

　　· 輸煤程控:

　　· 化學水處理:

　　· 除塵除灰:

　　· 脫硫系統:

　　近年來，循環流化床鍋爐在國內外都得到了廣泛的應用，其高效、節能、環保等優點是眾所周知的

　　3.1 系統構成

　　控制系統選用了西門子公司的過程控制系統。采用西門子工控機，配有STEP7 V5.2 編程軟件，WinCC6.0監控軟件為上位機監控系統。

　　下位機監控系統組成:兩套西門子PLC—CPU 417-2DP,四個ET2OOM工作站。以PROFI-BUS-DP和PROFIBUS-PA作為其現場總線，CP連接的以支持Profibus協議的PROFIBUS作為系統總線。

　　3.2 監控系統:

　　監控系統由一個操作員站和一個工程師站組成。操作員站主要完成與下位機的數據交換（數據采集），顯示各種已組態好的系統流程畫面、參數顯示畫面、控制畫面、趨勢曲線、報警畫面，報表打印及控制參數設置等功能。使操作員可以及時的了解整個鍋爐的運行情況，并采用有效的控制，以保證生產穩定運行。工程師站主要完成整個監控系統的運行組態，監控數據庫組態及顯示，各種顯示及控制畫面的組態，報警組態，事件紀錄及顯示和實事及歷史趨勢顯示。

　　3.3 控制方案說明

　　在控制方案中床溫及鍋爐負荷采用模糊控制;鍋爐液位、過熱蒸汽溫度，爐膛壓力、料床高度、除氧壓力、除氧器液位都采用了傳統的PID調節回路。

　　在WINCC中建立模糊控制規則輸入表。通過多變量模糊控制設計工具，并且在WinCC畫面中編輯了脫硫配方的計算及鍋爐效率，水、煤、氣、電等參數累計及瞬時的顯示。WINCC中建立模糊控制規則輸入表建立連接，即可將模糊控制規則下載到PLC中去。規則控制表可根據鍋爐的實際工作情況進行適時修改。

　　由于西門子冗余系統采用了時間同步的專利技術，可以保證以最快的速度進行主從切換，而且其現場總線網絡也采用了冗余的PROFIBUS技術，保證了系統的可靠性。對于儀表總線可采Y-LINK連接到Profibus PA儀表上。

　　系統過程控制級的硬件結構如圖2所示。
　　

　　在這個系統中，充分體現了西門子新一代過程控制系統的優勢。使用的組態軟件是西門子的STEP75.2，由于其友好的用戶功能，標準化的PLC編程語言，結構化的編程思想，優良的測試功能，用戶帶來了很大的方便。利用其集成的標準PID控制軟件包，能很好的實現傳統的PID調節。利用模糊控制軟件包可建立模糊系統。模糊控制可用于自動化的所有層次，從單獨的控制器到整個系統的優化。將模糊控制與經典的PID控制器相結合，可以達到最優的控制目的。

　　對于系統的監視和控制，西門子的WlNCC 6.0，它是在PC基礎上的全面開放的新一代的人機界面監控系統。WINCC提供成熟可靠的操作，無論簡單、復雜任務，都能有效的組合，恰當的處理。

四、結束語

　　Profibus技術從2000年開始已成功應用于輔機程控中，特別是在四川廠安電廠輔機控制系統中，現場設備的控制全部采用了Profibus技術，得到了用戶的高度評價。尤其是與傳統集中控制比較，從系統設計、安裝調試、維護及擴展上，現場總線技術的優勢十分明顯，為實現無人值守的自動化遠程監控提供了技術裝備基礎。