到现在，发电厂机组操控体系一向选用DCS 。在传统的DCS中，表现的是会集办理与涣散操控的操控战略。可是，DCS中通讯体系是由关闭的专用网络完结的，因而带来了其本身的局限性。近年来，跟着现场总线技能的开展，呈现了现场总线操控体系(FCS)，现场总线操控体系选用标准的网络，组成了新式的全散布式结构，将操控功用彻底向下涣散到了现场，依托现场智能设备完结根本操控功用，使树立数字化电厂的方针成为可能。发电厂数字化(数字化电厂)是发电厂信息化的根底，而发电厂数字化的中心是推广运用现场总线体系[l]。
1 现场总线技能的运用
现场总线是用于进程自动化、制作自动化、楼宇自动化等范畴的现场智能设备互联的通讯网络。它作为工厂数字通讯网络的根底，沟通了生产进程现场及操控设备之间及其与更高操控办理层次之间的联络。它不仅是一个底层网络，而且仍是一种敞开式、新式全散布操控体系，其技能特色：(l)现场总线的通讯协议都是揭露的，可与任何恪守相同标准的其它设备互联;(2)体系互可操作性与互用性;(3)现场设备能够完结自动操控的根本功用，并可随时确诊设备的运转状况;(4)现场总线是一种构满足散布式操控体系的体系结构，可进步操控体系的牢靠性;(5)对现场环境有较强的习惯性，具有较强的抗搅扰才能。
1.1 Lonworks
Lonworks由美国Ecelon公司推出，其选用了150/051模型的悉数7层通讯协议及面向方针的规划办法，支撑彻底散布式的网络操控技能，是敞开且可互操作操控体系的一个技能渠道。谊过网络变量，把网络通讯规划简化为参数设置，其通讯速率从300bit/s至15Mbit/s 不等，直接通讯距离可到达2700m(78kbit/s，双绞线)，支撑双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通讯介质，被誉为通用操控网络。现在，Lonworks首要运用于工业操控、楼宇自动化、数据搜集、数据搜集与监督操控体系(SCADA)等，国内首要运用于电力自动化和楼宇自动化方面，其具有如下特色[2]。
(1) Lonworks技能中心是神经元芯片(Neuron chip)，该芯片具有通讯和操控功用，而且固化了150/051的悉数7层通讯协议，以及 34种常见的1/0 操控方针。
(2) 选用一种根据载波侦听多路拜访/介质拜访操控(CSMA/MAC)的新式通讯方法，称为带猜测的P-Persistent CSMA算法，有用地避免了网络的频频磕碰，可在重负载的情况下坚持网络通讯功用。
(3) LonworkS运用网络变量与其它节点通讯，使网络通讯的规划简化成为参数设置，然后大大简化了杂乱的散布式运用编程，进步了通讯的牢靠性。
(4)通讯的每帧有用字节能够从。到 228 个字节。
(5)通讯速度可达1.25 Mbit/S(有用距离为130m)。
(6)测控网络上的节点数能够到达32000个。
(7)直接通讯距离能够到达270Om(双绞线，通讯速率 78 kbit/S)。
(8)针对不同的通讯介质有不同的收发器和路由器。
(9) Lonworks网络支撑总线型、星型、自在拓朴等多种拓朴结构，极大当地便了操控网络的构建。
1.2 Profibus 现场总线
ProfibuS为德国国家标准和欧洲国家标准的现场总线标准，其最大传输速率为12 Mbit/s，传输距离为100m和400m，传输介质能够是双绞线，也能够是光缆，最多可挂接127个站点，首要运用于制作业、进程、发电、输配电、楼宇、铁路交通等操控。
1.3 CANBUS
CAN 是操控网络ControlAreaNetwork的简称，其总线标准现已被150国际标准安排制订为国际标准。CANBUS 现场总线首要运用于轿车制作、公共交通车辆、机器人、液压体系、涣散型I/0 。别的，在电梯、医疗器械、东西机床、楼宇自动化等方面均有所运用。
2 现场总线技能在厂用电电气全通讯方法中的运用
FECS的方针是使用数字化厂用电监控办理体系完结一体化操控，其运用规模是发一变组电气体系、厂用电电气体系等设备的监控。电气体系运转监控以母线、变压器、发电机、电动机的电气单元开关(断路器及相关阻隔、接地刀闸为一个距离单元)为操控方针。本文以2台600MW机组FECS为例，介绍选用LonWorkS现场总线技能在FECS中的运用。
2.1 体系网络结构
FECS 选用的网络结构如图1所示。
图1中，体系由2套FECS组成，其间1套体系包含1号机组和共用体系，另1套包含2号机组和共用体系。
由图1中可见，FECS选用分层散布式结构，体系自上而下分为站控层、散布操控层和距离层3层。散布操控层和距离层设备可涣散装备，易于设备保护和体系扩展;站控层和散布操控层之间的网络选用1000 Mbit/s/100 Mbit/s以太网;散布操控层和距离层之间选用 Lonworks现场总线网络。
站控层是整个体系的操控办理中心，完结对整个体系的数据搜集、处理、显现、监督功用，经过授权对电气设备进行操控。站控层对DCS/FCS彻底敞开，供给电气设备办理和操作功用。
散布操控层是FECS的中心层，由主控单元组成，主控单元集监控子站、终端设备办理机和通讯办理机等于一体，完结站控层和距离层之间的实时信息交流，完结与DCS、调度中心的数据交流，一起能够完结发电厂电气逻辑操控功用。这样，既坚持了DCS集散操控体系的规划思维，又选用了FCS的完结准则。散布操控层选用LonworkS网络，即主控单元和距离层的继电保护设备之间选用Lonwork网络。
距离层由各种保护测控设备和智能设备组成，完结就地电气设备的保护、丈量、操控功用，经过现场总线通讯方法与散布操控层通讯。距离层设备组成的 LonworkS 网络，由所以总线型网络，很简单完结冗余双网络。选用主动上送式规约，具有改变量突发上送的功用，实时性好，占用信道带宽少，响应速度较快。
2.2 工艺流程组网方法
在全通讯方法中，距离层的组网方法选用工艺流程组网(图2)，即依照DCS中DPU的装备来装备主控单元，把与热工生产流程密切相关的保护、测控设备(6kV和380V)组成的Lonworks现场总线网络接人主控单元。主控单元与DCS DPU一一对应，其它智能设备经过一对主控单元接入体系，一起将智能设备信息经过主控单元输入DCS 。选用工艺流程组网，进步了体系的实时性和牢靠性，可习惯DCS操控逻辑的工艺联锁需求;选用LonworkS网络，继电保护设备以散布式I/0的方法参加DCS操控;选用通讯的方法与DPU交流数据，削减了硬接线，节约了出资，进步了发电厂监控的信息量。
2.3 数据信息处理功用
(1)事端剖析信息办理中包含告警信息办理、保护信息办理、体系日志信息办理、设备毛病录波办理、体系事端次序记载( S OE )办理、主控单元操作记载办理。
(2)完结电动机的起动进程录波，能够根据波形剖析电动机及操控阀的毛病和状况。
(3)机组发电量计算、变压器负荷率计算、损耗计算、厂用电回路的功率因数和发电机功率因数及电衡量分时计算、厂用电率计算等。
(4)体系操控权切换办理。FECS与DCS一体化操控中涉及到DCS、FECS 2个体系的操控权限，FECS操控权办理功用根据IEC61131-3逻辑模块，操控权办理能够根据用户组态，在恣意一个体系上完结操控操作及操控权限的切换。主控单元能够记载必要操控操作信息，以确保电气操控体系(ECS)、DCS以及其它操控体系之间的操控权限的牢靠切换以及操控操作的安全办理。
2.4 与DCS完结一体化操控
电气设备以散布式I/0的方法参加DCS操控，这就涉及到FECS和DCS信息的交流。在FECS规划中，选用了2种方法与DCS交流数据(图3)，一种是主控单元与DPU之间通讯;另一种是转发工作站和DCS后台之间通讯。现场总线/工业以太网规划中采纳以下办法确保通讯的牢靠性：
(1) 冗余办法 通讯网络的冗余和通讯单元的冗余，确保在单一网络或许通讯单元毛病的情况下数据能够正常正确地传输。
(2) 校验办法 在通讯机制和通讯数据上的校验，确保了在数据传输进程中因搅扰发生误码或许数据丢失时不影响数据的正确性。
(3) 确诊和自检办法 运转进程中对通讯单元、通讯接口在线进行确诊和自检，发现异常则进行切换或许报警。
(4) 全厂操控权办理 FECS和DCS的信息交流悉数选用通讯方法，然后削减操控电缆。FECS参加DCS操控的规模由纯电气部分的操控(例如电源操控)扩展为对6kV、380V电动机的操控。FECS作为DCS的子体系参加操控，完结电气实时数据搜集和操控功用。
2.5 技能经济性剖析
将 2×600MW机组惯例操控计划与2×600MW根据现场总线的FECS计划进行比照标明：
(1) FECS规划计划的归纳技能功用水平高，信息量是惯例运用方法的2倍;电气信息量是传统硬接线的10倍以上。
(2) FECS丰厚的信息为发电厂的经济运转和检修保护供给了根据，进步了电厂运转的经济性、安全性。
(3) 选用FECS计划，节约很多电缆、变送器、占地面积、检修保护费用。
(4) 选用FECS计划，完结了管控一体化。
3 发电厂中各种现场总线的互联
发电厂中常用的现场总线有：LonworkS、Profibus、CANBUS，此外还有PLC操控体系比较常用的Modbus和CC-Link总线等。支撑同一种现场总线的不同设备之间可进行互联，而不同品种的现场总线不能进行互联。对此，瑞士 HMS 公司供给了将不同工业网络进行互联的产品使不同品种的现场总线接人恣意干流工业网络。现在，发电厂中不同现场总线之间能够经过网关或许经过 OPC 协议进行互联。本文选用主控单元完结不同协议现场总线之间的互联(图2)。
[1] 侯子良.推广运用现场总线体系全面完结火电厂数字化[J].中国电力，2004,37(3).
[2] 美国 Echelon公司.Neuron Chip Data Book[Z].1995.
