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专题论述

科远股份NT6000现场总线,架设智慧电厂“信息高速”
信息来源:科远股份 上传日期:2019-04-03 点击率:1671次

2019年3月8日中午11点58分,伴随着5…4…3…2…1…倒计时结束,京能十堰热电集控室内掌声雷动,欢呼一片。京能十堰热电有限公司第二台350MW超临界机组圆满完成168小时试运行,标志着该项目一期工程全部完成建设,投入商业运行。



京能十堰热电联产项目建设两台350MW超临界燃煤发电机组,该项目是京能集团和十堰市政府共同建设的南水北调标杆工程、民生工程、生态环保工程及社会效益、生态效益的工程。 京能十堰热电是京能集团信息化、数字化、智能化示范性电厂,全厂总线覆盖率高达65%的设备,是国内现役火电机组中占比较高的。涉及30多个品牌,百种型号智能设备,科远股份为本工程提供现场总线控制系统,同时配套总线设备管理软件(AMS)。大大提高运行人员的维护效率,保证机组安全稳定运行。该项目中NT6000智能分散控制系统现场总线解决方案的成功应用再次表明国产自主品牌现场总线技术已经进入一个全新水平,完全可以和进口控制系统媲美,甚至在部分关键技术上实现了超越与领先。

科技日新月异,电厂自动化技术也在不断吸取新的科技成果,控制系统和控制理念都在不停的更新迭代。随着现代新技术应用普及(物联网、云计算、大数据分析、人工智能等),传统数字化电厂正在向智慧电厂发展道路上迈进,这也要求设备高度智能化,能够根据诊断数据对智能设备进行经济、安全、可靠的管理。现场总线(FCS)技术实现了现场设备的智能化、数字化,为智慧电厂提供了丰富的数据基础。这就势必推动现场总线技术在发电厂的大范围使用。


什么是现场总线


先来个标准定义

现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信,随着现场总线技术与智能仪表管控一体化的发展,这种开放型的工厂底层控制网络构造了现场总线控制系统。


再来个通俗点的

它是将控制系统每个现场智能设备变成一个节点,然后通过某个总线网络协议将各个节点连接起来,从而达到数据读取、分析、控制等功能。其发展的初衷是用数字通信代替一对一的模拟通信,把数字通信网络延伸到工业过程现场。



传统每个设备数据上传至DCS均需要布放一根或多根电缆且数据比较单一;

传统DCS就犹如只能一人单向行走的羊肠小道,且每个设备到控制系统均需要修建一条这样的小道。



现场总线控制系统实现了在1条总线电缆上同时采集多台设备的数据且数据丰富多彩;

现场总线犹如可以双向同时多辆车高速行驶的高速公路,每个设备只需要连接至高速公路。

作为传统DCS的继承和发展,行业专家们逐步意识到FCS技术的先进与设备维护的便利,较多电厂在先期建设中大胆开展现场总线技术的应用尝试,并与传统DCS系统有效结合,多采用“传统DCS+现场总线”的方式,保障了电力技术的与时俱进,同时实现机组经济、可靠、稳定运行。

那么火电行业使用现场总线的优点在哪:

① 传输数据更加精确:传统模拟传输经过多次数模或模数转换,信号在线路中损耗和干扰,必定产生偏差;而现场总线数字量传输,精度高,数据更加接近实际测量。

② 提供丰富的设备信息数据:总线中传输设备的各类参数,可以包含测量值、控制值,也可以包含设备的状态信息、报警信息、维护信息等等。

③ 减少电缆铺设和施工成本:原本1台设备可能需要铺设几根电缆,而现在多台设备仅需铺设一根电缆。

④ 提升设备健康管理能力:因设备信息完善,根据信息可以预判故障,锁定故障点,方便维护与管理。

⑤ 降低全生命周期运行成本:降低了因设备故障造成的能耗损失,甚至非停损失,降低维护成本。

⑥ 提升自动化、信息化、智能化水平:使用后大量有用数据将被提取利用,为大数据平台的事故预判、专家系统等提供数据基础。


NT6000的现场总线解决方案


接下来可以说说

NT6000智能分散控制系统了


常用现场总线类型多达20多种,给标准化带来了困难,进而影响设备选型,增加设备的集成制造成本。NT6000为了兼容性和扩展性,倾心投入、自主研发了工业现场常用总线模块及其配套产品:



京能十堰热电采用了其中应用较为广泛的Profibus现场总线解决方案。其中包括整体的工程设计和现场总线软件及硬件,支持整个Profibus现场总线体系结构。其总线结构如下图:



网络架构层次清晰:现场总线设备网络、ebus IO网络、eNet双冗余控制网络:

现场智能设备可以连接到多样的现场总线协议主站卡,兼容性、扩展性强;可以通过光纤连接至主站卡,也可以就地安放通讯箱,结构多样。IO网络连接IO卡件和现场总线主站卡,同时兼容多种现场总线,如Modbus、Profibus、FF、HART等。eNet为双冗余百兆以太网,通过SyncAMS、SyncBASE数据库采集、存储数据并上传至云中心。大量数据的提取对智慧电厂的发展打下坚实基础。

不同类型的现场总线组态、配置与常规IO组态均使用同一软件,简单易用。


NT6000 CCM组态软件


NT6000系统还配备了智能设备管理软件SyncAMS设备管理软件,应用了FDT技术,数据透明访问,支持不同网络的复杂嵌套通讯,支持复杂设备描述,包括高级诊断和预测维护等功能描述。支持设备厂家的专有技术,可以嵌套设备厂家的专业指导,充分展现各厂商智能设备的固有特性。脱离了死板的表格数据。


SyncAMS设备管理软件


SyncAMS使用贯穿电厂的全生命周期,有助于设备管理、调试、故障分析、设备校验、预测性维护等等。



科远股份科远股份吸收国际现场总线理念和实施方法,自主研发了科远特色的现场总线架构、完整的产品目录、丰富的工程实施经验,江苏国信淮安燃机电厂、昆山协鑫燃机电厂、河北京能涿州热电、京能十堰热电….这是对自主品牌的信任,对科远人的鼓舞与信心。

现场总线控制系统是将来工控领域发展的趋势,NT6000智能分散控制系统的现场总线解决方案在各行各业的广泛应用是对该系统的有力论证。期待更多的电厂使用NT6000的现场总线解决方案,并与智慧电厂完美融合,为智慧电厂的发展增添色彩。



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