現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用范圍及投資分析

1、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用范圍及投資分析黃冬蘭吳國(guó)瑛（廣東省電力設(shè)計(jì)研究院廣州510663）【摘要】數(shù)字化電廠是火力發(fā)電廠發(fā)展的熱點(diǎn)及趨勢(shì)，數(shù)字化電廠的本質(zhì)是信息化，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電廠的基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)字化的關(guān)鍵?，F(xiàn)場(chǎng)總線在火力發(fā)電廠的大范圍應(yīng)用是必然的，但是目前由于各種原因，我們還需要在實(shí)際工程應(yīng)用中進(jìn)行慎重分析。本文主要論述了現(xiàn)場(chǎng)總線在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用范圍及投資分析?！娟P(guān)鍵詞】現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字化電廠應(yīng)用范圍投資分析0引言按照國(guó)際電工委員會(huì)IEC61158的定義，現(xiàn)場(chǎng)總線（fieldbus）為：“安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置

2、與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線”；由現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備組成的控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)通稱為FCS（Fieldbus Control System）。數(shù)字化電廠是近年來(lái)火力發(fā)電廠發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn), 現(xiàn)代火力發(fā)電機(jī)組，特別是大容量、高參數(shù)機(jī)組，其復(fù)雜程度越來(lái)越高，對(duì)這樣的機(jī)組的操作、控制和檢修的要求也越來(lái)越高。數(shù)字化電廠是在傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它通過(guò)應(yīng)用一系列先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、融入現(xiàn)代化的管理思想，旨在解決火力發(fā)電廠管理粗放水平低下、發(fā)電能耗高、污染物（氣、水、渣）排放嚴(yán)重、輔助系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、設(shè)備故障率高、自動(dòng)保護(hù)投入率低、運(yùn)

3、行人員多的現(xiàn)狀，最終實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電站現(xiàn)代化的運(yùn)營(yíng)和管理，達(dá)到企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本最小、發(fā)電能耗最低、污染物零排放（廢氣達(dá)標(biāo)排放）、設(shè)備可用系數(shù)高、人均產(chǎn)值高。數(shù)字化電廠目的是為了實(shí)現(xiàn)電廠的現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)和管理，而電廠的現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)和管理是要以大量的數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)的，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)是模擬量、開(kāi)關(guān)量、數(shù)字信號(hào)混合系統(tǒng)信號(hào)制，而且是單向的、一對(duì)一的，無(wú)法滿足實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電廠的需求。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展有望解決這一難題。目前，火電廠廠級(jí)和機(jī)組（車間）級(jí)這二級(jí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化(工業(yè)以太網(wǎng))，但是現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備級(jí)絕大部分尚未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，這是目前數(shù)字化電廠建設(shè)中的一個(gè)瓶頸。火電廠現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用將更側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)字化及由此數(shù)字

4、化而帶來(lái)的種種益處，而不在于純粹意義上的FCS應(yīng)用。智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是FCS的硬件支持、雙向數(shù)字通信的基礎(chǔ)載體、設(shè)備狀態(tài)信息的來(lái)源，是現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備級(jí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)條件。由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和智能儀表的發(fā)展，促進(jìn)了傳統(tǒng)DCS 系統(tǒng)和PLC 系統(tǒng)的融合，并推動(dòng)了FCS（以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為基礎(chǔ)形成的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)) 的出現(xiàn)、發(fā)展和廣泛應(yīng)用。1適用于過(guò)程控制的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）現(xiàn)場(chǎng)總線的種類很多，適用于電廠過(guò)程控制的現(xiàn)場(chǎng)總線(或稱之為主流產(chǎn)品)有：1基金會(huì)（FF）現(xiàn)場(chǎng)總線(有帶控制功能的智能現(xiàn)場(chǎng)裝置)現(xiàn)場(chǎng)總線(尚未開(kāi)發(fā)用于閉環(huán)控制的功能塊)現(xiàn)場(chǎng)總線(尚未開(kāi)發(fā)相應(yīng)的智能現(xiàn)

5、場(chǎng)裝置)目前火電廠較普遍應(yīng)用的是基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）和Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線。FF 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)通信模型：物理層低速總線H1：高速總線HSE(H2)：100Mb/s(高速以太網(wǎng)）數(shù)據(jù)鏈路層通信棧調(diào)度/周期通信：按傳輸時(shí)間表，有規(guī)律的“ 廣播”通信方式。非調(diào)度/非周期通信：令牌通信方式。用戶層標(biāo)準(zhǔn)用戶程序模塊功能塊：10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功能，19個(gè)高級(jí)控制功能，4個(gè)附加功能塊及柔性功能塊(注4)。設(shè)備描述DD：實(shí)現(xiàn)互操性的重要環(huán)節(jié)(EDDL：增強(qiáng)型設(shè)備描述語(yǔ)言)。 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)通信模型：物理層DP、FMS為RS485傳輸， 12Mb/s(傳輸距離直接影響速度)PA為I

6、EC1158傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層采用一致的總線存取協(xié)議：令牌和主從令牌：主站與主站之間通信主從：主站與從站之間通信用戶層實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的互換和互操性電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件（GSD、EDD）2現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用分析雖然FCS系統(tǒng)現(xiàn)有的技術(shù)在大型火電機(jī)組上全面應(yīng)用還存在一些難點(diǎn)，但是，利用FCS系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)，積極開(kāi)展FCS系統(tǒng)在大型火電機(jī)組局部控制領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅有可為，也是十分重要的。通過(guò)工程實(shí)踐可以讓我們更深入的認(rèn)知和掌握FCS系統(tǒng)技術(shù)，這種深入的認(rèn)知對(duì)于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、研究FCS系統(tǒng)用于大型火電機(jī)組的難點(diǎn)是十分重要的，也是必須的。另一方面，只有通過(guò)工程應(yīng)用實(shí)例才能使人們深入了解和認(rèn)識(shí)并且驗(yàn)證FCS的優(yōu)越性。

7、DCS與FCS的聯(lián)系與差別1)         FCS是在PLC、DCS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，不僅具備二者特點(diǎn)，而且是標(biāo)志性的技術(shù)進(jìn)步。2)         FCS繼承了DCS分級(jí)、層次化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3)         FCS不僅強(qiáng)化了DCS分散控制的思想，而且進(jìn)行了徹底性的技術(shù)變革。4)      

8、   信號(hào)制：DCS系統(tǒng)采用的是模擬量、開(kāi)關(guān)量、數(shù)字信號(hào)混合系統(tǒng)信號(hào)制，而且是單向 的； FCS系統(tǒng)采用的是全數(shù)字、雙向通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。5)         現(xiàn)場(chǎng)裝置：DCS系統(tǒng)使用的是模擬式單功能儀表、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。雖然有時(shí)也稱 之為“智能”現(xiàn)場(chǎng)裝置，主要是指在裝置安裝調(diào)試期間的智能功能；FCS系統(tǒng)使用的是全數(shù)字化、智能、多功能現(xiàn)場(chǎng)裝置。帶有控制器功能，除能輸出數(shù)字化的工藝參數(shù)信號(hào)外，還能輸出數(shù)字化的狀態(tài)信號(hào)。電廠控制系統(tǒng)的特殊性電廠控制系統(tǒng)一貫以來(lái)都有對(duì)運(yùn)行可靠性的“特殊要求”，對(duì)新

9、技術(shù)、新裝置既渴望又保守的矛盾態(tài)度。電廠系統(tǒng)具有：I/O 測(cè)點(diǎn)密集、現(xiàn)場(chǎng)裝置密集、設(shè)備立體布置（廠域遠(yuǎn)小于石油、化工企業(yè)）、控制功能和控制策略復(fù)雜等特點(diǎn)。一些在安全系統(tǒng)中的核心技術(shù)(如冗余技術(shù)、三重化技術(shù)、四重化技術(shù)、高度自診斷技術(shù)等)已被證明對(duì)提高安全性是卓有成效的?，F(xiàn)場(chǎng)總線采用冗余技術(shù)將使系統(tǒng)變得異常復(fù)雜，同時(shí)使成本大幅度提高，這有悖于開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)總線的初衷。目前還未有任何一個(gè)FCS可以應(yīng)用于安全聯(lián)鎖及緊急停車系統(tǒng)。因此，F(xiàn)CS不能替代故障安全控制系統(tǒng)應(yīng)用在安全聯(lián)鎖及緊急停車系統(tǒng)中。電廠控制系統(tǒng)還存在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜（包括DAS、FSSS、MCS、SCS、DEH、ECS等六大系統(tǒng)）；機(jī)爐協(xié)調(diào)

10、控制涉及設(shè)備多、信息量大、控制復(fù)雜；汽機(jī)控制、SOE要求ms級(jí)響應(yīng)速度等等一系列要考慮的問(wèn)題?；谝陨显?，只有在充分理解FCS的機(jī)理、與DCS、PLC的差異以及運(yùn)用中可能存在的難題，充分協(xié)調(diào)考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性的原則下，才能將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)真正運(yùn)用于工程實(shí)踐，體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)越性。3現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用范圍現(xiàn)場(chǎng)總線在火電廠的應(yīng)用范圍，可以從構(gòu)成全電廠的工廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的整體來(lái)綜合考慮。面對(duì)火電廠多項(xiàng)實(shí)時(shí)性要求高、系統(tǒng)復(fù)雜的過(guò)程監(jiān)視和控制任務(wù)，采取DCS與FCS共存，發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)階段可選的方案?；谶@種想法，初步提出以下FCS的應(yīng)用范圍【4】：1)    

11、;     采用PLC可編程控制器實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的全廠輔助公用系統(tǒng)，選用遵循現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議的PLC可編程控制器，對(duì)火電廠多個(gè)輔助公用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)，建立全廠輔助公用系統(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)，提高電廠的監(jiān)控和管理水平。2)         地域分散的單沖量調(diào)節(jié)項(xiàng)目。 3)         地域分散的獨(dú)立的電動(dòng)閥或電動(dòng)機(jī)。4)      

12、;   電廠改造過(guò)程中新增的監(jiān)控區(qū)域，且DCS已不便修改的項(xiàng)目，可按區(qū)域采用FCS設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制。輔助車間（系統(tǒng)）全面推廣應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)相對(duì)于機(jī)組級(jí)系統(tǒng)而言，輔助車間（系統(tǒng)）重要性及對(duì)整個(gè)電站安全性的影響程度相對(duì)弱一些，且有一定“時(shí)間段”的緩沖。另一方面輔助系統(tǒng)多為開(kāi)關(guān)量順序控制，PLC有優(yōu)勢(shì)，且主流PLC均具有成熟的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊能力。對(duì)于輔助車間（系統(tǒng)）少量模擬量閉環(huán)控制，PLC完全可以勝任。目前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在國(guó)內(nèi)燃煤電廠輔助車間系統(tǒng)已有大范圍應(yīng)用的業(yè)績(jī)。通過(guò)在這些應(yīng)用中得到的經(jīng)驗(yàn)，我們得出在應(yīng)用的過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題。例如：由于新建電廠輔助車間系統(tǒng)如輸煤系統(tǒng)、

13、干灰輸送系統(tǒng)、電除塵系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、化學(xué)加藥系統(tǒng)、汽水取樣系統(tǒng)、循環(huán)水加氯系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等往往采用分島招標(biāo)形式，分島招標(biāo)中工藝設(shè)備與控制系統(tǒng)及儀表常又打捆供貨，造成控制系統(tǒng)及儀表由多個(gè)供貨商提供；另一方面，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)就目前而言還是較新的技術(shù)，各輔助系統(tǒng)工藝設(shè)備供貨商對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及控制系統(tǒng)還缺乏了解，業(yè)績(jī)較少，在這種情況下，如果由各輔助系統(tǒng)工藝設(shè)備供貨商提供現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備及控制系統(tǒng)可能會(huì)對(duì)電廠輔助控制系統(tǒng)的質(zhì)量和建設(shè)工期有所影響。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在全廠輔助車間系統(tǒng)上的應(yīng)用，必須采取工藝設(shè)備單獨(dú)分島招標(biāo)、控制系統(tǒng)集中招標(biāo)的形式才有可能實(shí)現(xiàn)，根據(jù)單元機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)總線方案設(shè)計(jì)原則，結(jié)合輔助

14、車間工藝特點(diǎn)，全廠統(tǒng)一規(guī)劃技術(shù)要求，盡早安排，確保輔助控制系統(tǒng)的質(zhì)量和建設(shè)工期滿足要求。鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、凈水站等輔助車間系統(tǒng)可優(yōu)先考慮采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。FCS應(yīng)用至大容量電廠機(jī)組級(jí)控制通過(guò)工程實(shí)踐，取得了開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行FCS的第一手經(jīng)驗(yàn)(含教訓(xùn))，之后，應(yīng)將FCS應(yīng)用延伸至大容量電廠機(jī)組級(jí)控制。機(jī)組級(jí)控制應(yīng)用FCS要考慮的問(wèn)題很多，諸如：現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)選擇、重要控制與安全回路應(yīng)用、馬達(dá)控制、DCS系統(tǒng)選擇、就地智能設(shè)備、就地智能設(shè)備控制功能的應(yīng)用、設(shè)計(jì)確認(rèn)、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段設(shè)計(jì)、通訊、兼容試驗(yàn)、通訊速率、工程時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖安排等等?；谀壳皣?guó)內(nèi)的應(yīng)用情況，用于數(shù)據(jù)采集和簡(jiǎn)單控制

15、的對(duì)象完全可以納入現(xiàn)場(chǎng)總線控制范圍。1)         智能變送器用于數(shù)據(jù)采集和簡(jiǎn)單模擬量控制的變送器選為帶FF或PROFIBUS/PA的現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器，通過(guò)總線接入DCS系統(tǒng)；由于目前發(fā)電廠所配的智能變送器（如壓力、差壓變送器），都是帶有HART通訊功能的智能變送器，其它變送器可通過(guò)HART 總線送入DCS（帶HART協(xié)議的IO卡或HART協(xié)議多路轉(zhuǎn)換器），通過(guò)安裝于上位管理機(jī)的專用管理軟件可對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、管理和調(diào)整。采用專用管理系統(tǒng)在提高工作效率、增強(qiáng)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性方面有很大作用。采用傳統(tǒng)方法在檢修或日常

16、維護(hù)工作中，要對(duì)檢驗(yàn)的壓力、差壓變送器進(jìn)行解列/投運(yùn)、停電/送電、拆線/接線、拆/裝等工作，檢驗(yàn)一臺(tái)變送器需要使用中、高級(jí)檢修工個(gè)工作日。采用上述配置后，變送器檢驗(yàn)工作全在電腦中完成，檢驗(yàn)一臺(tái)變送器只需約15分鐘，大大提高了工作效率、充分利用智能變送器的功能，迅速查明故障原因，縮短故障排除時(shí)間。2)         電動(dòng)門(mén)現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)用于對(duì)安全特性無(wú)特殊要求的自動(dòng)控制任務(wù)（如汽水循環(huán)、煙氣系統(tǒng)和機(jī)組協(xié)調(diào)），對(duì)于對(duì)安全特性有特殊要求的自動(dòng)控制任務(wù)（如鍋爐保護(hù)和燃燒器管理等）及用于汽輪發(fā)電機(jī)的閉環(huán)控制設(shè)計(jì)（如DEH等

17、）不采用現(xiàn)場(chǎng)總線。實(shí)際工程中現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)的總線網(wǎng)絡(luò)可局部按等級(jí)考慮采用冗余通訊網(wǎng)絡(luò)，以確保控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 3)         電動(dòng)機(jī)從電廠電動(dòng)機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制情況來(lái)看，電動(dòng)機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制在電廠實(shí)際運(yùn)行中已證明是可靠的，而且也已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。在工程中可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓情況進(jìn)行分別對(duì)待：400V及以下電機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式控制，所有信號(hào)都通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與分散控制系統(tǒng)連接，對(duì)于6kV電機(jī)，啟、停指令信號(hào)及電機(jī)已啟、已停信號(hào)可通過(guò)硬接線信號(hào)進(jìn)入分散控制系統(tǒng)，其它信號(hào)可通過(guò)總線方式進(jìn)入分散控制系統(tǒng)。4

18、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析分散控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式后，對(duì)于分散控制系統(tǒng)（DCS）而言，I/O卡件可以減少，但通訊模件卻要大量增加，總體價(jià)格會(huì)增加15%左右。但隨著現(xiàn)場(chǎng)總線的推廣，應(yīng)用的增加，卡件的價(jià)格也會(huì)相對(duì)降低?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備1)電動(dòng)門(mén)Ø        進(jìn)口電動(dòng)門(mén)新建工程項(xiàng)目中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電動(dòng)門(mén)大多數(shù)已要求采用智能機(jī)電一體化產(chǎn)品，在這種情況下，通過(guò)進(jìn)一步明確現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備應(yīng)符合的總線標(biāo)準(zhǔn)，即可將設(shè)備接入現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，成本增加不大。平均每個(gè)進(jìn)口現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)約比進(jìn)口智能一體化電動(dòng)門(mén)貴1萬(wàn)元人民幣左右【注1】。Ø &#

19、160;      國(guó)產(chǎn)電動(dòng)門(mén)目前國(guó)產(chǎn)電動(dòng)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)已具備支持現(xiàn)場(chǎng)總線功能，但國(guó)產(chǎn)電動(dòng)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)目前尚無(wú)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用業(yè)績(jī)，采用應(yīng)謹(jǐn)慎。如果電動(dòng)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全部采用進(jìn)口設(shè)備，而進(jìn)口現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與國(guó)產(chǎn)的差價(jià)較大，平均每臺(tái)差價(jià)約為3萬(wàn)元人民幣【注1】。2)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)控制單元大批量采用現(xiàn)場(chǎng)總線智能控制單元后，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)總線智能控制單元，比常規(guī)控制單元貴5千元人民幣左右【注1】。3)現(xiàn)場(chǎng)變送器由于目前電廠采用的壓力、差壓變送器等基本上都帶有HART總線協(xié)議接口，所以變送器采用HART協(xié)議進(jìn)入分散控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備而言不增加任何費(fèi)用。對(duì)

20、于采用FF或PROFIBUS/PA的現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器，每臺(tái)貴1千元人民幣左右【注1】。4)電纜采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以節(jié)約電纜、電纜橋架等安裝材料。常規(guī)分散控制系統(tǒng)方案，每個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與分散控制系統(tǒng)之間需敷設(shè)2根控制電纜，每個(gè)電動(dòng)關(guān)斷門(mén)與分散控制系統(tǒng)之間一般需敷設(shè)1根控制電纜，每個(gè)電機(jī)與分散控制系統(tǒng)之間約需23根控制電纜，每根電纜平均長(zhǎng)度約為120米。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)后只需少量的通訊電纜。電纜的投資變化視采用現(xiàn)場(chǎng)總線范圍而不同，全范圍采用時(shí)，電纜橋架、電纜保護(hù)管等材料和安裝可節(jié)省73費(fèi)用及工作量。輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線與采用可編程控制器（PLC）相比，會(huì)減少一些I/O卡件，但同時(shí)也需增加一些

21、通訊卡件，可以在一對(duì)雙絞線或一條電纜上就可以掛接多個(gè)設(shè)備，可以節(jié)約大量電纜，節(jié)約安裝費(fèi)用，但同時(shí)由于要采用的儀表是數(shù)字化和智能化的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表，目前其價(jià)格要比普通的儀表要貴，所以綜合比較下來(lái)，在經(jīng)濟(jì)上基本持平。綜合以上的經(jīng)濟(jì)比較，采用現(xiàn)場(chǎng)總線方案約比采用常規(guī)分散控制系統(tǒng)方案每臺(tái)機(jī)組需增加費(fèi)用500萬(wàn)元左右。5現(xiàn)場(chǎng)總線在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用效益現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的真正效益很多人一提到現(xiàn)場(chǎng)總線，就會(huì)聯(lián)想到一根總線上可掛很多儀表，甚至是全系統(tǒng)的儀表。其實(shí)不然，在有本安要求時(shí)，每條現(xiàn)場(chǎng)總線上最多只能掛接8臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線儀表(除此之外還受供電限制、運(yùn)行速度等限制)?，F(xiàn)場(chǎng)總線也可作點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的配置，即每條總線掛2個(gè)節(jié)點(diǎn)的

22、配置。在做一個(gè)具體的方案時(shí)，仍然可以按照風(fēng)險(xiǎn)分散的原則而并非省電纜的原則對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行配置，完全可以獲得一個(gè)安全性與傳統(tǒng)的420mA方案一樣的FCS。采用現(xiàn)場(chǎng)總線的目的不僅僅是為了節(jié)省電纜（節(jié)省電纜只不過(guò)是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)表層的優(yōu)點(diǎn)，采用DCSPLC的遠(yuǎn)程IO 也可達(dá)到類似效果），其真正意義在于它避免了智能現(xiàn)場(chǎng)儀表與智能控制室裝置之間的非智能連接，可以從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲得豐富的信息，這才是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)獨(dú)有的本質(zhì)優(yōu)越性。電站整個(gè)生命周期的成本節(jié)約初期的成本節(jié)約表現(xiàn)在較低的購(gòu)買成本、工程設(shè)計(jì)與安裝費(fèi)用。長(zhǎng)期的成本節(jié)約則包括因有了網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備管理所帶來(lái)的較低的維護(hù)及運(yùn)行成本，還有較低的擴(kuò)建及改造費(fèi)用。運(yùn)行、維

23、護(hù)成本節(jié)約表現(xiàn)在：1)         由于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備具有更多的故障自診斷能力，并通過(guò)數(shù)字通信方式將診斷維護(hù)信息送往控制器，管理人員通過(guò)控制器的資產(chǎn)管理系統(tǒng)(AMS)查詢所有儀表設(shè)備的運(yùn)行情況，診斷維護(hù)信息，尋查故障，以便早期分析故障原因并快速排除，儀表設(shè)備狀況始終處于維護(hù)人員的遠(yuǎn)程監(jiān)控之中。根據(jù)AMS系統(tǒng)提供的信息準(zhǔn)確地制定大修或搶修的作業(yè)計(jì)劃和備件儲(chǔ)備，不必進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的周期性輪流解體檢修，縮短停工維修時(shí)間，節(jié)約維修費(fèi)用，降低生命周期成本。2)         實(shí)現(xiàn)包括基礎(chǔ)自動(dòng)化、管理自動(dòng)化和決策自動(dòng)化的高層次綜合自動(dòng)化是電廠必然選擇。充分信息化是基礎(chǔ)。FCS是消滅火電廠“信息孤島”的最好武器：FCS的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備能將大量現(xiàn)場(chǎng)信息送上通信網(wǎng)絡(luò)，這是DCS、PLC無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。這些實(shí)時(shí)信息為企業(yè)綜合自動(dòng)化所必需。也是發(fā)電集團(tuán)企業(yè)信息集成的基礎(chǔ)。3)         FCS在提供高層次控制、管理性能