3)FCS系统的本质是信息处理现场化
对于一个控制系统,无论是采用DCS还是采用现场总线,系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上,采用现场总线后,可以从现场得到更多的信息。
现场总线系统的信息量没有减少,甚至增加了,而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力,另一方面要让大量信息在现场就地完成处理,减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。
减少信息往返是网络设计和系统组态的一条重要原则。减少信息往返常常可带来改善系统响应时间的好处。网络设计时应优先将相互间信息交换量大的节点,放在同一条支路里。
减少信息往返与减少系统的线缆有时会相互矛盾。这时仍应以节省投资为原则来做选择。如果所选择系统的响应时间允许的话,应选节省线缆的方案。如所选系统的响应时间比较紧张,稍微减少一点信息的传输就够用了,那就应选减少信息传输的方案。
现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块,不同产品同种功能块在性能上会稍有差别,但一个网络支路上有许多功能雷同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块,是系统组态要解决的问题。
考虑这个问题的原则是:尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出Zui多的那台仪表上的功能块。
典型系统比较
通过使用现场总线,用户可以大量减少现场接线,用单个现场仪表可实现多变量通信,不同制造厂生产的装置间可以完全互操作,增加现场一级的控制功能,系统集成大大简化,并且维护十分简便。
传统的过程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对专用的双绞线,以传送4~20mA信号;现场总线系统中,每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用,从现场接线盒到中央控制室仅用一根双绞线完成数字通信。
通过采用现场总线控制系统,到底能节省多少电缆,编者尚未做此计算。我们从采用DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出,电缆在基建投资中所占份额。
某电厂,2×300MW燃煤机组。热力系统为单元制。每台机组设置一座集中控制楼,采用机、炉、电单元集中控制方式。单元控制室的标高为12.6米,与运行层标高一致。DCS采用WDPF—Ⅱ,每台机组设计的I/O点为4500点。
电缆敷设采用EC软件,8个人用1.5个月时间完成电缆敷设的设计任务;主厂房内每台300MW机组自动化专业的电缆根数为4038根;主厂房内每台300MW机组自动化专业的电缆长度为350公里;以上电缆的根数及长度均不包括全厂火灾报警的厂供电缆和全厂各辅助生产车间的电缆;电缆桥架的立柱、桥架及小槽盒全部选用钢制镀锌,每台机组约95吨。
其它电缆桥架包括直通、弯通、三通、四通、盖板、终端封头、调宽片、直接片等选用铝合金材质,每台300MW机组约为55吨。附件随桥架提供(如螺栓、螺母)。
某电厂,4×MW燃油燃气电站。热力系统为单元制。DCS采用TELEPERM-XP.每台机组设计I/O点数为5804点。
电缆敷设采用EC软件,12个人用2.5个月时间完成电缆敷设的设计任务;主厂房内每台325MW机组自动化专业的电缆根数为4413根;主厂房内每台235MW机组自动化专业的电缆长度为360公里;每台机组全部选用钢制镀锌电缆桥架,其重量约为200吨。
电站的电缆可以分为六大类:高压电力电缆、低压电力电缆、控制电缆、热控电缆、弱电电缆(主要指计算机用电缆)、其它电缆。
若两台300MW机组做电缆敷设,自动化专业电缆的数量大约有8500根左右。其中热控电缆和弱电电缆将大于5000根,即约占60%左右(以根数计量)。