1、引言

PROFIBUS是一種開放式現(xiàn)場總線，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)定運行。 PROFIBUS由三個兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA（Process Automation過程自動化）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification現(xiàn)場總線信息規(guī)范），它們有其各自獨特之處，而實際上又根據(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。本文結(jié)合天生橋二級電站機組控制系統(tǒng)中的控制設(shè)備，詳細分析Profibus-DP現(xiàn)場總線，著重從控制可靠性、聯(lián)網(wǎng)特點、經(jīng)濟性等方面進行探討。

PROFIBUS-PA專為過程自動化設(shè)計，可使傳感器和執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。實質(zhì)上，PROFIBUS-PA就是“PROFIBUS-DP通信”+“對現(xiàn)場設(shè)備優(yōu)選的傳輸技術(shù)”。PA將自動化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與壓力、溫度和液位變送器等現(xiàn)場設(shè)備連接起來，PA可用來替代4-20mA的模擬技術(shù)。PROFIBUS-PA最最主要特性是，在過程自動化的PROFIBUS-PA段與PROFIBUS-DP總線段之間通過藕合器連接，并實現(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程供電和數(shù)據(jù)傳送。PROFIBUS-PA采用PROFIBUS-DP的基本功能來傳送測量值和狀態(tài)。目前，PROFIBUS-PA行規(guī)已對所有通用的測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；定位器。PROFIBUS-PA的優(yōu)勢在于它可以節(jié)省50%以上的規(guī)劃、設(shè)計、安裝成本，此外，本質(zhì)安全能力和一個組態(tài)工具對所有儀器儀表都適用。

2、天生橋二級電站機組原控制系統(tǒng)組成

天生橋二級電站位于貴州、廣西交界的南盤江上，屬于珠江流域水系，電站裝機6x220MW混流式水輪發(fā)電機組，電站型式為引水式。電站開工于1982年，1992年12月第一臺機組投產(chǎn)，2001年4月6臺機組全部安裝完畢。電站設(shè)計原采用計算機監(jiān)控為主，常規(guī)監(jiān)控為輔的方式，計算機監(jiān)控系統(tǒng)分為兩期工程實施，第一期工程在機組層實現(xiàn)單機控制自動化，在全站采用常規(guī)集中監(jiān)控系統(tǒng)，第二期工程實現(xiàn)上位機系統(tǒng)和開關(guān)站遠程自動化控制。

1992年機組投產(chǎn)時采用了Siemens公司的S5-150H程控器作為機組控制器（LCU），但一直未能實現(xiàn)機組自動開停機，主要原因是機組自動化元件選型不合理，機組部分輔助設(shè)備可靠性不高所至。1995年啟動第二期工程，對全站計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行國際招標，美國ABB SYSTEM CONTROL公司中標，由于ABB SC提出與Siemens公司的程控器通訊存在問題，因此由ABB SC提供HARRIS制造的D20 LCU取代原1-4#機組的S5-150H，1996年開始安裝，1997年初投入運行。但投運以來，系統(tǒng)一直運行不穩(wěn)定，經(jīng)ABB SC技術(shù)人員多次處理未能取得改善，當時機組還不能實現(xiàn)遠方自動開停機等基本監(jiān)控功能。

2.1原機組控制系統(tǒng)存在的問題