1、引言

PROFIBUS是一種開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線，它是適用于各種任務(wù)的最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)配置靈活，即使在非常惡劣的環(huán)境中也能可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。 PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA（Process Automation過(guò)程自動(dòng)化）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范），它們有其各自獨(dú)特之處，而實(shí)際上又根據(jù)應(yīng)用要求常常構(gòu)成混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，博取眾長(zhǎng)。本文結(jié)合天生橋二級(jí)電站機(jī)組控制系統(tǒng)中的控制設(shè)備，詳細(xì)分析Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線，著重從控制可靠性、聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行探討。

PROFIBUS-PA專為過(guò)程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。實(shí)質(zhì)上，PROFIBUS-PA就是“PROFIBUS-DP通信”+“對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備優(yōu)選的傳輸技術(shù)”。PA將自動(dòng)化系統(tǒng)和過(guò)程控制系統(tǒng)與壓力、溫度和液位變送器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接起來(lái)，PA可用來(lái)替代4-20mA的模擬技術(shù)。PROFIBUS-PA最最主要特性是，在過(guò)程自動(dòng)化的PROFIBUS-PA段與PROFIBUS-DP總線段之間通過(guò)藕合器連接，并實(shí)現(xiàn)兩段間的透明通信，使用與IEC1158-2技術(shù)相同的雙絞線完成遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)傳送。PROFIBUS-PA采用PROFIBUS-DP的基本功能來(lái)傳送測(cè)量值和狀態(tài)。目前，PROFIBUS-PA行規(guī)已對(duì)所有通用的測(cè)量變送器和其它選擇的一些設(shè)備類型作了具體規(guī)定，這些設(shè)備如：測(cè)量壓力、液位、溫度和流量的變送器；數(shù)字量輸入和輸出；模擬量輸入和輸出；閥門(mén)；定位器。PROFIBUS-PA的優(yōu)勢(shì)在于它可以節(jié)省50%以上的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝成本，此外，本質(zhì)安全能力和一個(gè)組態(tài)工具對(duì)所有儀器儀表都適用。

2、天生橋二級(jí)電站機(jī)組原控制系統(tǒng)組成

天生橋二級(jí)電站位于貴州、廣西交界的南盤(pán)江上，屬于珠江流域水系，電站裝機(jī)6x220MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，電站型式為引水式。電站開(kāi)工于1982年，1992年12月第一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)，2001年4月6臺(tái)機(jī)組全部安裝完畢。電站設(shè)計(jì)原采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主，常規(guī)監(jiān)控為輔的方式，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分為兩期工程實(shí)施，第一期工程在機(jī)組層實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制自動(dòng)化，在全站采用常規(guī)集中監(jiān)控系統(tǒng)，第二期工程實(shí)現(xiàn)上位機(jī)系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)站遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。

1992年機(jī)組投產(chǎn)時(shí)采用了Siemens公司的S5-150H程控器作為機(jī)組控制器（LCU），但一直未能實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)開(kāi)停機(jī)，主要原因是機(jī)組自動(dòng)化元件選型不合理，機(jī)組部分輔助設(shè)備可靠性不高所至。1995年啟動(dòng)第二期工程，對(duì)全站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行國(guó)際招標(biāo)，美國(guó)ABB SYSTEM CONTROL公司中標(biāo)，由于ABB SC提出與Siemens公司的程控器通訊存在問(wèn)題，因此由ABB SC提供HARRIS制造的D20 LCU取代原1-4#機(jī)組的S5-150H，1996年開(kāi)始安裝，1997年初投入運(yùn)行。但投運(yùn)以來(lái)，系統(tǒng)一直運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)ABB SC技術(shù)人員多次處理未能取得改善，當(dāng)時(shí)機(jī)組還不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方自動(dòng)開(kāi)停機(jī)等基本監(jiān)控功能。

2.1原機(jī)組控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題