降低1000MW电厂现场总线设备的网段调整率

降低1000MW电厂现场总线设备的网段调整率

岳中石邵旻张力

（山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013）

摘要：电厂的现场总线常规设计，其总线设备的网段调整率普遍偏高，不仅增加施工成本，也影响工程工期。本文通过优化现场总线的网段设计，使现场总线设备的网段调整率大大降低，取得良好实施效果，具有一定的推广价值。

关键词：现场总线；网段设计；调整率

一引言

建设现代化数字电厂离不开现场总线技术。根据国际电工委员会IEC61158定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信数据总线称为现场总线。

现场总线技术在我国石油、化工、冶金等行业已有广泛的应用和成熟的业绩，在电力行业的应用业绩也逐渐增多，范围也越来越大，逐步由辅助车间系统的应用扩展到主厂房内各工艺系统，电厂正迈向现场总线技术应用的新时代。

本项目为安徽省某两台1000MW机组电厂工程，为国内最高等级的火力发电机组。本工程DCS控制系统全面采用现场总线技术，范围覆盖锅炉、汽机、脱硫以及辅助车间等全厂所有区域。

二常规设计问题

现场总线设计是一项复杂的综合性工作，需明确每台现场总线设备的现场总线接口协议类型，然后明确总线设备的具体定位，再根据各类现场总线设备的物理位置，进行现场总线的网段设计。

然而，现场总线设备数量很大，涉及设备厂家及技术接口较多，现场总线设备资料到位不及时，现场总线设备类型不确定，部分现场总线设备仪表定位受施工单位影响，现场总线设备软件不兼容等等因素，常规现场总线的网段设计准确度不高，现场总线设备的网段调整量较大，总线网段均需现场进行二次调整，才能满足现场总线施工要求。

现场总线设备的网段调整，会造成现场总线设备安装工作量增大，现场总线电缆重复敷设，现场总线桥架槽盒二次施工等。如此，不仅增加施工管理成本，也影响现场总线设备的安装调试，进而影响工程节点的顺利完成，远不能满足现代电厂建设和施工工期的要求。

三实施优化设计

常规总线设计存在的诸多问题，我院研究小组经调查统计分析，得出两个主要影响因素：总线设备类型调整和总线设备定位不准确。以下主要从这两个方面进行分析，并制定措施。

1.解决总线设备类型调整

1.1调研总线设备厂家，查明设备支持的总线协议类型。

通过对现场总线设备厂家的调研，与厂家技术人员进行技术交流，掌握了现场总线技术产品的各类规格型号、总线类型等参数，为后期的现场总线设备规范化招标奠定了技术基础。

1.2对总线设备进行梳理分类，确定总线类型。

设计小组对图纸中的现场总线设备清单进行逐一核实，并梳理分类。按总线FF类型和总线PROFIBUS-DP类型分别进行统计，确定现场总线设备的规格型号、总线协议类型，并逐一明确到技术协议条款中。

1.3复查厂家提供的仪表清单，明确总线类型。

对现场总线设备进行梳理，复查厂家提供的仪表清单和采购清单，比对和协议中是否完全一致。

如果厂家不能满足协议规定的总线类型要求，需提交总线变更申请单，我方核实同意后方可实施。同时，修改现场总线设备清单，作为下一步现场总线网段设计的输入资料，避免发生总线网段划分错误的情况。

板集工程现场总线的设计图纸共提供现场4个版次，在不同版次的修改过程中，根据现场施工情况，及时调整现场总线设备类型。

对策一实施后，现场总线设备调整量减少35台。按现场总线设备选型规范执行，对解决该要因是有效的。现场总线设备的网段调整率减低了1.5%。

2.解决总线设备定位不准确

2.1运行三维软件，确定总线设备的布置。

依据工艺专业设备及管道布置图，运用三维软件，确定现场总线设备的具体定位，制成现场总线设备定位表。

之后对全厂的现场总线设备进行梳理汇总，并把现场总线设备分为若干几大重要区域，对区域内总线设备进行逐一定位。

2.2根据总线设备定位，进行网段划分。

依据确定的现场总线设备定位，结合工艺系统进行现场总线网段的设计。网段设计遵循先系统后位置的原则，并且要满足现场总线网段设计原则的基本要求。

2.3运用电缆敷设软件，进行电缆规划。

根据前期的现场总线定位图，运用电缆敷设软件设计总线电缆，导出总线电缆清册。

2.4复核电缆长度是否满足要求。

复核各现场总线网段中电缆长度，检查每根总线电缆是否满足总线电缆施工要求，以避免因不满足总线施工要求，而导致的现场总线网段临时调整。

复查时发现1处FF线缆大于50米，4处DP电缆大于400米，不满足现场总线施工大纲要求，需重新调整现场总线网段。

对策二实施后，现场总线设备调整量减少49台，现场总线设备的网段调整率减低了2.1%。

四效果检查

针对两项要因，设计小组逐一进行分析，并制定了解决对策，提出现场总线设备厂家提前提供总线型号、现场总线设计图纸分批次设计、现场总线电缆复查流程、现场总线设计流程与设计深度标准化等措施。

经在本工程应用，有效提高了现场总线的设计效率和设计质量。统计各影响因素的现场总线网段调整情况，现场总线设备的网段调整率由原来的9.1%降为5.4%，取得良好实施效果。

完成了电厂现场总线的标准化流程设计，不仅提高了现场总线设计出图效率，也为今后同类工程项目提供了宝贵的设计经验。主要包括以下三点：

(1)实现工作流程的标准化：建立了标准的现场总线设计流程，使今后设计更加系统化。

(2)实现设计深度的标准化：将不同阶段的设计深度要求明确，现场总线出图按版次进行，满足现场施工进度要求，也为文明施工奠定了坚实的基础。

(3)实现沟通管理的标准化：与厂家技术交底，技术规范书有现场总线明确章节条款，交接资料的流程化管理，也为其他工程提供宝贵经验。

五结语

现场总线设计流程的标准化，使我们对现场总线新技术的认知又向前迈了一大步。

对策实施后，提高了设计、施工和管理效率，减少了现场总线设备的施工成本，节省了项目部人员的管理成本。同时，降低了现场总线设备安装材料量和施工耗材等，间接降低了社会劳动成本，使现代化电厂建设变得更节能、更高效。

参考文献

[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用[M].北京:清华大学出版社.2008.

[2]颜渝坪,催逸群,王春利.火电厂现场总线控制系统的成功应用[J].中国电力.2007.40(3):56-60.

[3]缪学勤.现场总线技术的最新进展[J].自动化仪表.2000.21(6):1-4.

作者简介

岳中石（1984-），男，研究生，工程师，主要从事电厂热工控制的设计及研究。