1火电厂现场总线工程设计的重要性
（1）提高运行效率。现场总线工程设计可以实现设备间的数据交互和信息共享，可以实时监测和控制火电厂各个设备的运行状态。通过优化监控和控制系统，提高运行效率，降低能耗，减少人工干预，提高生产效率和运行稳定性。（2）提升安全性和可靠性。现场总线工程设计可以实现对火电厂各个设备的远程监控和操作，减少人员进入危险区域的风险。同时，通过实时数据采集和故障诊断，可以及时发现和处理设备故障，提高火电厂的安全性和可靠性，减少停机和事故的发生。（3）降低成本和维护难度。现场总线工程设计可以减少设备之间的布线数量和长度，简化电缆连接，降低材料和维护成本。此外，通过集中管理和维护，可以减少维护人员的工作量和维护难度，提高维护效率和管理水平。（4）实现智能化和自动化。现场总线工程设计可以实现设备的智能化和自动化控制，提高火电厂的自动化程度和智能化水平。通过集中控制和优化算法，可以实现设备的智能调度和优化运行，提高火电厂的能源利用效率和经济效益。（5）便于系统扩展和升级。现场总线工程设计可以实现设备的模块化和标准化，便于系统的扩展和升级。当需要增加新设备或引入新技术时，可以通过简单的接口和配置实现系统的扩展，提高火电厂的适应性和灵活性。
2火电厂现场总线工程设计技术的措施
2.1设计范围和方案
火力发电厂总线工程的深入应用需要对所有信号、系统和应用方案进行详尽的分析，以确保其纳入总线工程的利益和风险。在实际工程中，由于缺乏详细的范围划分规范和应用论证，导致设计问题比较突出。例如，有些工程将减温水关断门或总关断门设计为总线，导致锅炉MFT动作时无法快速关闭此门。有些工程将汽轮机交、直流润滑油泵和风机导叶设计为总线控制，使机组整体的安全性能降低，增加运行风险。有些工程将辅助车间控制系统的某些子系统整体作为总线网段的一个节点接入系统，就地设备仍为常规设备，这与通过现场总线实现就地设备的数字化原则相矛盾，不应作为推荐的总线设计方案。如果不详细论证这些设计问题对机组安全稳定运行的风险，而盲目全范围划入总线应用范围，将导致机组整体的安全性降低。因此，现场总线工程需要行业标准来规范信号和设备范围，并对不同类型机组的相关信号、系统和方案建立审查和论证机制。这样，在实现数字化电厂的同时，可以从设计源头上确保现场总线工程的实施不会降低机组整体运行的安全性。
2.2网段速率选择和网段内设备数量
总线系统的通讯速率与系统的扫描周期是直接相关的。传统的硬接线系统有相应的规范来规定扫描周期，而对于现场总线系统，扫描周期的规定同样适用。扫描周期是系统实时性的体现，它决定了系统对输入信号的响应速度。如果总线系统的通讯速率过慢，无法满足规定的扫描周期，就会对机组的安全稳定运行产生风险。较慢的通讯速率会导致信号的延迟传输，可能导致系统对输入信号的响应变慢或失效。特别是在需要快速响应的情况下，如紧急停机和锅炉MFT等，通讯速率过慢可能会导致延迟过高，从而对机组的安全性产生影响。因此，在总线系统的设计中，需要根据实际工程需求和规范要求，确定合适的通讯速率和扫描周期。这样可以确保总线系统能够及时响应输入信号，保证机组的安全稳定运行。
2.3网段内设备地址分配
现场总线的设备地址分配设计（以Profibus总线为例），实际工程中有两种设计方案：（1）根据初步设计清单直接给出设备地址，施工方和系统供应商可以在现场调试前直接设置设备地址，减少调试时间。此方案需要通过其他方式记录网段内设备的安装顺序；（2）设计图纸中不给出设备地址，施工单位按照实际安装顺序从某个数开始设置设备地址并将设置完的地址提供给系统供应商完成软件配置，利用设备地址来记录网段的安装顺序，对网段的调试检修维护有利。网段内地址的分配无论采用何种方式，都需要在设计说明文件给出详细说明，并在现场施工前进行详细设计交底，避免出现混乱。
2.4网段结构模型
现场总线的典型网段设计拓扑结构（以Profibus总线为例），实际工程中结合具体主要有三种结构：（1）线型拓扑结构。主站与从站之间通过一条直线型的总线连接，仅适用于设备数量较少、通信距离较短的场景，如小型火电厂的局部控制系统。（2）网状拓扑结构。主站与从站之间通过多条互相连接的总线形成网状结构，适用于设备数量较多、通信距离较长、需要高可靠性和冗余备份的场景，如大型火电厂的全局控制系统。（3）分布式拓扑结构。将总线分为多个独立的网段，每个网段具有独立的主站和从站，各个网段之间通过网关进行通信，适用于分布式控制和管理的场景，如火电厂的分散控制系统。
2.5防护和接地设计
现场总线工程对火电厂热控电缆主通道的防护设计非常重要。为了有效隔离总线电缆与传统的信号电缆和动力电缆，需要在热控电缆主通道的大金属槽盒内布置小槽盒和金属隔板。此外，还需要严格规范设计总线电缆与其他电缆的安全距离。在总线电缆铺设方面，主通道电缆槽盒以外的总线电缆需要明确说明，并由施工单位根据现场情况增设小槽盒或金属套管。这样可以进一步加强对总线电缆的防护和隔离。对于变频设备产生的电磁干扰，需要特别注意其对总线系统通讯的影响。在实际工程中，一般不推荐将变频设备纳入总线系统。如果必须将其纳入系统，需要进行更严格的防护和隔离设计，以减少电磁干扰对总线系统的影响。总线电缆的屏蔽设计应在DCS侧进行单点接地，并要求不能间断，也不允许出现多点接地。这样可以确保总线电缆的屏蔽效果并减少电磁干扰对总线通讯的影响。
2.6详细设计步骤
（1）初步分配。根据设备之间的通信需求和数据传输量，初步确定网段的速率选择、设备数量和地址分配方案。（2）优化调整。根据实际情况和需求，对初步分配进行优化调整，确保网络的性能和可靠性。（3）材料统计核算。根据优化后的设计方案，进行材料的统计核算，包括总线线缆、交换机、路由器等设备的数量和规格。（4）工程现场设计优化。在工程实施过程中，根据现场情况进行设计优化，包括线缆走向、设备布局等方面的调整，确保工程的顺利进行。
3结语
综上所述，现场总线设计技术作为总线工程首要环节，对设计技术进行探讨分析，形成完善的设计标准，无疑对火力发电厂现场总线工程标准的建立提供了完善、可靠的依据，具有重大应用价值。
参考文献
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