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電子信息雷電防范策略[五篇材料]-資料下載頁(yè)

2025-04-06 05:44本頁(yè)面
  

【正文】 過程中廣泛應(yīng)用,工程人員對(duì)其信賴感備增,數(shù)字化控制的特點(diǎn)和優(yōu)越性越來越深刻的被人們所認(rèn)識(shí)。隨著微電子技術(shù)及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展, 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生?,F(xiàn)場(chǎng)總線是指在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制設(shè)備與控制中心之間實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò),基于這種開放型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造了新一代的全分布控制系統(tǒng)一現(xiàn)場(chǎng)總線,控制系統(tǒng) (FCS)。 FLS 從概念上講,是一全新的系統(tǒng),有巨大的優(yōu)越性,在石油化工等 — 些領(lǐng)域已有成功應(yīng)用。但是, FCS 的應(yīng)用是一系統(tǒng)工程,涉及到協(xié)議的統(tǒng)一,涉及到變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)備的智能化及充足的產(chǎn)品供應(yīng),這些均不是 — 朝一夕能解決的事情。目前、 FCS 的狂熱思潮已經(jīng)過去,應(yīng)用的呼聲更趨于平靜。另外, FCS 從工程技術(shù) 方面講仍未定型,單元機(jī)組的協(xié)調(diào)控制等復(fù)雜算法應(yīng)在 FCS 的哪 — 級(jí)去完成等等,仍是需研究確定的問題。因此, FCS 作為“安全可靠”為第 — 設(shè)計(jì)原則的火電廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型,條件尚不具備。在所選用 DCS 允許的情況下,可在工藝系統(tǒng)的局部,例如燃油泵房,小范圍采用 FCS產(chǎn)品,為 FCS在火電廠的應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。 2 電子設(shè)備間分散 隨著網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, DCS 應(yīng)用的推廣普及,響應(yīng)用戶的普遍需求, DCS 網(wǎng)絡(luò)趨向于采用通用的網(wǎng)絡(luò)硬件和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議, DCS 廠商專注于測(cè)量控制卡件的生產(chǎn)和控制策略軟件的開發(fā);目前,大多 數(shù)DCS 的主干通訊網(wǎng)絡(luò)支持光纖介質(zhì),通訊網(wǎng)絡(luò)兩站之間的距離滿足電子設(shè)備間分散的要求,以下是電站常用的幾家 DCS 的通訊網(wǎng)絡(luò)情況。 MCS 公司的 MAXl000+PLUS 系統(tǒng)采用 MAX 通訊網(wǎng)絡(luò)連接工程師站、操作員站和機(jī)柜 RPU(DPU 柜 ), MAX 通訊網(wǎng)絡(luò)采用 100Mbps 的交換式以太網(wǎng).支持雙絞線和光纖介質(zhì),當(dāng)機(jī)柜距離控制室低于超過 180m時(shí)可采用雙絞線,超過 18m 時(shí)需采用光纖介質(zhì),可達(dá) 1000m; ABB 貝利公司 symphony 系統(tǒng)中用于過程控制和過程管理數(shù)據(jù)交換的控制網(wǎng)絡(luò)為C, C 的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)用于連接現(xiàn)場(chǎng)控制站 HCU(DPU 柜 )、人系統(tǒng)接口和系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)工具,環(huán)形網(wǎng)絡(luò)使用存儲(chǔ)器插入式的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議,數(shù)據(jù)傳輸率為 10MB/ S,可采用同軸電纜和光纖介質(zhì),相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間的距離可達(dá) 2021m 以上:西門子公司的 TXP 系統(tǒng)的電廠總線用于 AS620自動(dòng)控制系統(tǒng) (DPU 柜 )、 0M650 過程控制和管理系統(tǒng)的處理器 PU/ SU、ES680工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)處理器 ES和 DS670診斷系統(tǒng)處理器 DS之間的通訊,終端總線用于 PU/ SU、 OM650 操作終端叮 (操作員站 )、 ES680 操作終端ET(工程師站 )和 DS670 操作 終端 DT 之間的通訊,電廠總線和終端總線均是通過使用光纜的局域以太網(wǎng)建立起來的,采用 IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)的碰撞檢測(cè) (CSMA/ CD)協(xié)議,傳輸介質(zhì)可采用同軸電纜和光纖,最遠(yuǎn)距離可達(dá) 4300m;上海??怂共ā_的 I/ ASefies 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按節(jié)點(diǎn)的概念來構(gòu)成, I/ ASeries 系統(tǒng)各個(gè)站 (控制處理機(jī),應(yīng)用操作站處理機(jī)等 )通過節(jié)點(diǎn)總線 (Nodebus)相互連接形成過程管理和控制節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)總線符合 IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn),采用總線形式,傳遞媒體為同軸電纜或光纜,通訊管理方式采用碰撞檢測(cè)方式,數(shù)據(jù)傳輸率為, 10MB/ S,節(jié)點(diǎn)總線段最大長(zhǎng)度為 0Om,利用節(jié)點(diǎn)總線擴(kuò)展組件進(jìn)行總線擴(kuò)展,兩節(jié)點(diǎn)總線擴(kuò)展組件之間距巨離最大 300m,節(jié)點(diǎn)總線最大長(zhǎng)度為 700m;控制處理機(jī)通過現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)總線組件連接,現(xiàn)場(chǎng)總線采用雙絞線時(shí)最大長(zhǎng)度可達(dá) 1800m,采用光纜時(shí)可達(dá) 20km;西屋公司的 Ovation 系統(tǒng)的 OvationFDDI 通訊網(wǎng)絡(luò)以 FDDI 網(wǎng)絡(luò) (光纖分布式數(shù)據(jù)接口 )為基礎(chǔ),通訊速率為 l00Mbp/ s,以光纖為介質(zhì),兩站之間距離可達(dá) 2km,超過2km 時(shí),可選擇單模光纖,兩站之間距離可達(dá) 60km, FDDI 環(huán)形距離最大為 200km。 從以上幾家電站常用的 DCS 來看,高速數(shù)據(jù)總線的通訊距離均能滿足主廠房?jī)?nèi)控制機(jī)柜物理分散的要求。因此,完成 DCS 電子設(shè)備間分散,例如分別建立鍋爐電子設(shè)備間和汽機(jī)電子設(shè)備間,主要受主設(shè)備布置的制約。目前已有電廠在初步設(shè)計(jì)中即采用在鍋爐和汽機(jī)側(cè)分別設(shè)置鍋爐電子設(shè)備間和汽機(jī)電子設(shè)備間的布置方式。 在汽機(jī)房設(shè)立汽機(jī)電子設(shè)備間,應(yīng)充分考慮振動(dòng)問題,確保滿足DCS 機(jī)柜的要求。對(duì)于 60MW 機(jī)組,汽機(jī)部分的 DCS 機(jī)柜、繼電器柜、電源柜、 ETS 柜、 TSI 柜、 DEH 柜及 MEH 柜等可全部放入汽機(jī)房電子設(shè)備間。由于機(jī)柜較 多,可采用普通機(jī)柜,汽機(jī)電子設(shè)備間通過裝沒空調(diào),考慮防塵等措施滿足機(jī)柜的環(huán)境要求。 目前電氣進(jìn)入 DCS 已有許多成功業(yè)績(jī),電氣全部進(jìn)入 DCS(某些專有設(shè)備,例自動(dòng)勵(lì)磁控制裝置、自動(dòng)同期裝置等通過接口與 DCS 連接 )已成共識(shí)。電氣 I/ O 點(diǎn)數(shù)占 DCSI/ O 點(diǎn)數(shù)的 20%以上,因此,電氣部分 DCS 機(jī)柜就地布置,會(huì)創(chuàng)造相當(dāng)?shù)男б?。廠用電和發(fā)電機(jī)/變壓器組控制用 DCS 機(jī)柜可置于電氣配電間,電氣配電間的環(huán)境基本能滿足DCS 機(jī)柜對(duì)環(huán)境 (溫度、濕度、風(fēng)塵及電磁環(huán)境等 )的要求。配電間的環(huán)境不能滿足要求時(shí),可通過改善配電間環(huán) 境,或通過 DCS 采用密封機(jī)柜和加裝空調(diào)解決。另外, DCS 卡件都有機(jī)柜的屏蔽,再通過良好的接地系統(tǒng)都能滿足對(duì)電磁環(huán)境的要求。實(shí)際上,電氣的一些微機(jī)控制裝置都在電氣配電間內(nèi)運(yùn)行多年,且運(yùn)行良好。 3 遠(yuǎn)程 I/ O 目前,遠(yuǎn)程 I/ O 基本上分為兩類,一是 DCS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程 I/ O、一是國(guó)產(chǎn)遠(yuǎn)程智能 I/ O 3. 1DCS 一體化的遠(yuǎn)程 I/ O 在石油化工等行業(yè), DCS 遠(yuǎn)程 I/ O 的應(yīng)用較為普遍,由于電站本身的特點(diǎn), DCS 在電力系統(tǒng)的應(yīng)用到發(fā)展的過程中,幾乎都采用集中電子設(shè)備間的形式。近年來隨著 DCS 在電站應(yīng)用的普及,應(yīng)電 站用戶的要求,各 DCS 廠商都不同程度的在遠(yuǎn)程 I/ O 方面作了不少工作,但目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用業(yè)績(jī)很少,下面是幾家DCS 產(chǎn)品遠(yuǎn)程 I/ O 的特點(diǎn)和應(yīng)用情況:西門子公司的 TXP 系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線 pmfibus 連接處理器 AP 和遠(yuǎn)程站 ET200, ET200 有 IP IP 5 IP65 等不同防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品,有專門的,手冊(cè)介紹,在一些電廠的循環(huán)水泵房等有應(yīng)用; MCS 公司的 MAXl000+PLUS 的遠(yuǎn)程 L/ O 卡件與 MAXl000+PLUS 系統(tǒng)中相同并行總線 I/ O 卡件完全一樣, I/ O 卡件運(yùn)行環(huán)境溫度為 0— 60℃,遠(yuǎn)程 I/ O 箱大小可選,防護(hù)等級(jí) IP65,通過總線擴(kuò)展模件利用光纖連接遠(yuǎn)程 I/ O 和電子設(shè)備間的 DPU,距離可達(dá) 1000 米,在產(chǎn)品樣本中有專門的章節(jié)介紹,在國(guó)外有成功應(yīng)用,但在國(guó)內(nèi)尚無業(yè)績(jī);西屋的 OVATION 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程 I/ O 柜與其標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜巨尺寸相同,工作溫度為 0— 60℃,國(guó)內(nèi)無應(yīng)用業(yè)績(jī); ABB— BEILY 的symphony 系統(tǒng),遠(yuǎn)程 I/ O 與主機(jī)柜之間距離為 1300m,環(huán)境溫度要求為 0— 70℃,在國(guó)內(nèi)也無應(yīng)用業(yè)績(jī)。 由以上情況可看出,著名的 DCS 廠家都有遠(yuǎn)程 I/ O 產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)應(yīng)用業(yè)績(jī)較少,但技術(shù)上是成熟的,并且遠(yuǎn)程 I/ O 的通訊總線可采用冗余通訊總線,可靠性得到了保證。因此可以說,遠(yuǎn)程 I/ O 的應(yīng)用總是僅僅是 DCS 廠家提供的柜體的防護(hù)等級(jí)和遠(yuǎn)程站規(guī)劃大小的可選擇性問題,以及休用遠(yuǎn)程站機(jī)柜相對(duì)于普通機(jī)柜增加的價(jià)格因素。 3. 2 國(guó)產(chǎn)遠(yuǎn)程智能 I/ O 近年,國(guó)內(nèi)儀表生產(chǎn)商成功開發(fā)出自己的分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò),比較有代表性的有南京總參工程兵工程學(xué)院微機(jī)測(cè)控技術(shù)研究所開發(fā)的 893— 數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò),錫山市陽(yáng)山儀器 {義表廠生產(chǎn)的 IDAS 智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。兩者在結(jié)構(gòu)上有相似之處,采用智能數(shù)據(jù)采集前端,素稱黑匣子,就近布置于生產(chǎn)設(shè)備附近,采集過程參數(shù)并進(jìn)行工程變換、越限報(bào)警等數(shù)據(jù)處理,通過串行總線和置于主機(jī)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)適配器與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。一個(gè)采集網(wǎng)絡(luò)可掛 50塊黑匣子,一塊黑匣子一般具有 20 個(gè)左右的通道,智能數(shù)據(jù)采集前端采用密封結(jié)構(gòu),可防塵防 潮,環(huán)境溫度要求為 — 20℃ — 60℃,真正實(shí)現(xiàn)了分布式測(cè)量,近十年來,已大量應(yīng)用于火電廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在小機(jī)組生產(chǎn)過程監(jiān)控方面應(yīng)用非常廣泛。 在某些大中型火電機(jī)組采用 DCS 監(jiān)控的同時(shí),為減小 DCS 規(guī)模,降低 DCS 造價(jià),對(duì)一部分?jǐn)?shù)據(jù)的監(jiān)視也采用國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò),通常稱之為小 DAS,其缺點(diǎn)是它的主機(jī)一般采用工控機(jī),其監(jiān)視器與 DCS 的操作員站不夠協(xié)調(diào),另外,又增加了一個(gè)監(jiān)視點(diǎn)。為此在一些電廠的設(shè)計(jì)中,取消了小 DAS 的監(jiān)視器,利用其數(shù)據(jù)采集與處理功能,采集過程參數(shù),通過一定的通訊方式把采集到的參數(shù)傳給 DCS 進(jìn) 行監(jiān)視,相對(duì) DCS 而言,稱之為遠(yuǎn)程智能 I/ O。 遠(yuǎn)程智能 I/ O 與 DCS 之間的通訊基本上有四種方式, — 是利用已開發(fā)的 DCS 和遠(yuǎn)程智能 I/ 0 的現(xiàn)成接口連接,目前只有少數(shù)可利用的產(chǎn)品;二是通過 DCS 局域,網(wǎng)的 PC 機(jī)接口,增加 PC 機(jī),該 PC 機(jī)既作為遠(yuǎn)程智能 I/ 0 的主機(jī),也作為 DCS 的一個(gè)工作站:三是,當(dāng) DCS 系統(tǒng)的操作管理站采用 PC 總線計(jì)算機(jī)時(shí) (目前 DCS 的操作管理站多采用PC 總線計(jì)算機(jī) ),直接將智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)適配器插 kDCS 的操作管理站,此時(shí)操作管理站亦作為智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的主機(jī);四是通過串行口的 方式,也是以往工程斗應(yīng)用最多的一種方式,通過智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的串行口適配器或其主機(jī)的 RS232C、 RS422/ 485串口與 DCS控制站的串口相連接,這種連接方式受串行口速率的限制,但對(duì)于輔助測(cè)點(diǎn)參數(shù)采集的小系統(tǒng)來說足以滿足要求。這四種方式中第 — 種方式最理想,但可供應(yīng)用的產(chǎn)品太少,后三種方式都需要 DCS 和智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)廠家配合開發(fā)一些小程序,業(yè)主和設(shè)計(jì)院在這方面部應(yīng)協(xié)調(diào)好其中的關(guān)系。 這種 DCS+國(guó)產(chǎn)智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的方式能節(jié)省一部分投資,在物理分散方面起一定的作用,對(duì)主輔設(shè)備金屬溫度群的輔助測(cè)點(diǎn)監(jiān) 測(cè)采用國(guó)產(chǎn):智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)與 DCS 通訊的方式也得到了電力規(guī)劃總院的推薦。 3. 3 遠(yuǎn)程 I/ 0 的選用 在控制系統(tǒng)的配置中到底采用 DCS 一體化的遠(yuǎn)程 I/ O,還是采用國(guó)產(chǎn)化的遠(yuǎn)程智能 I/ 0,應(yīng)根據(jù)所選用的 DCS、工程中熱控系統(tǒng)的投資以及應(yīng)用場(chǎng)合而定。對(duì)泵和風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵房、燃油泵房的參數(shù)采集和控制,由于 L/ O 點(diǎn)較為集中、數(shù)量較多、同時(shí)有輸入和輸出、且遠(yuǎn)程 I/ 0 布置的環(huán)境都較好,因此采用 DCS 一體化的遠(yuǎn)程 I/ 0。鍋爐和汽機(jī)的金屬溫度,發(fā)電機(jī)的線圈、鐵心、氫氣和冷卻水溫度,輔機(jī)軸承溫度等輔助測(cè)點(diǎn)的監(jiān)視 可采用國(guó)產(chǎn)遠(yuǎn)程智能, I/ O。 按以往的工程經(jīng)驗(yàn), DCS 一體化的遠(yuǎn)程 I/ O 的工程造價(jià)是國(guó)產(chǎn)遠(yuǎn)程智能 I/ O 造價(jià)的兩倍以上,當(dāng)選用的 DCS 合適,并且工程 Iamp。C 投資允許的情況下,也可選用 DCS 一體化的遠(yuǎn)程 I/ 0,這樣設(shè)備選型統(tǒng) 一、便于施工管理,設(shè)備間的工作也更協(xié)調(diào),通訊也更可靠。若選用 DCS 一體化的遠(yuǎn)程: I/ O,在測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)較為集中的區(qū)域,除MFF、汽機(jī)跳閘等保護(hù)回路相關(guān)的測(cè)點(diǎn)采用硬接線的方式外,應(yīng)積極采用遠(yuǎn)程 I/ O。四結(jié)論 作為工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目,產(chǎn)品的選用應(yīng)是有成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品,因此、在 熱工自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中, FCS 不能作為主要控制系統(tǒng)選型;在鍋爐房與汽機(jī)房就近分設(shè)鍋爐電子設(shè)備間和汽機(jī)電子設(shè)備間是實(shí)現(xiàn) DCS地理分散的穩(wěn)妥方式;電氣設(shè)備間內(nèi),除進(jìn)入保護(hù)的主要輔機(jī) I/ O 點(diǎn)外,采用 DCS 機(jī)柜和遠(yuǎn)程: L/ 0 柜就地布置;循環(huán)水泵房、燃油泵房的監(jiān)測(cè)控制采用 DCS 遠(yuǎn)程 I/ 0 柜;主設(shè)備金屬溫度、輔機(jī)軸溫等僅為監(jiān)視的項(xiàng)目采用國(guó)產(chǎn)遠(yuǎn)程 I/ O,或者測(cè)點(diǎn)較為集中的區(qū)域采用 DCS 一體化的遠(yuǎn)程 I/ O。
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