FCS在电厂自动化中的应用研究
工作都需要工作人员加强重视。在系统运行的过程中，不仅需要对开关以及节点等进行科学地设计，最终形成比较合理的底层网络。本文中，笔者主要对FCS在电厂自动化中的应用情况进行研究和介绍，希望能够给相关的工作人员提供借鉴和参考。
关键词：FCA系统；电厂自动化；网络集成
现如今，电厂的规模在不断增加，电厂的自动化系统的功能也在不断提升。不仅控制点的数量在增加，连接的内容和设备也呈现出一定的复杂性，另外，电缆的数量也在增加，系统的成本量也随之提升。工业控制不断朝着智能化和数字化的方向发展。现场总线技术的优点比较突出。总线控制系统在运行中，主要是将现场的总线和智能化的设备进行连接。系统的运行方式不仅增强了测试维护工作的科学性，同时也在很大程度上降低了成本。研究人员只有对电厂自动化中的FCS系统的运行特点进行深入研究，就可以促进电厂线路的科学运行。
1 现场总线控制技术
在整个系统运行的过程中，现场的总线都是核心部位。而且现场总线在实际的运行中主要是在智能测量控制仪器的指挥下进行。采用简单连接的双绞线作为主要的连接形式，然后为电厂自动化的发展提供一个分散性、数字化程度都比较强的总线形式。数据的传输和信息的交换主要是通过仪表、设备以及计算机等设备来实现。具体来说，就是现场的总线控制系统要对传统的DCS系统进行改造。同时形成各种不同类型的总线控制系统。现场总线控制技术的应用不仅是为了提升整体的通信质量，更重要的是应该提升系统运行的可靠性，促进数字化信息的高效传输。
总线控制系统FCS的三个关键要点：核心、基础和本质。核心：FCS系统的核心是总线协议，即总线标准。也就是说，只有遵循现场总线协议的控制系统，才能称其为现场总线控制系统。基础：FCS系统的基础是数字智能现场装置。数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑。本质：FCS系统的本质是信息处理现场化。这是FCS系统效能的体现。
2 系统总线结构硬件设计
2.1 现场总线选型
FCS本身是一种即开放式和数字化于一体的底层控制网络。其中网络的协议有相关的参考模型。其中仅仅采用的是三层结构，包括用户的接口层、数据连接层以及物理层等等。另外，在FCS总线上的设备包括主站和从站两个部分，总线控制系统的实时性比较高，主要采用的是令牌协议的方式来进行，存储控制方式相对较高。其中主站之间的令牌传递方式需要一定的控制权来实现，无论是进行数据的发送还是接受都应该通过主站和从站两处。
2.2 现场总线控制系统组成
在现场总线控制系统运行的过程中可以看出，其构成部分比较复杂，构成部件的数量比较复杂，而且以混合系统为主。其中系统主要呈现出多主多从的形式。组网方式是以PROFIBUS-DP形式的现场总线来实现，设备主要采用的是拓扑结构。另外，网络介质主要是以标准的屏蔽双绞线来实现。系统中的单元形式以及控制设备的运行都是依靠CPU或者是通信模块来实现。另外，设备的主站和从站应用的大部分都是PLC。另外，从站的主要运动控制系统在收到信息时主要进行了两项内容，第一是协调和控制从站，第二是对主站进行监视和控制。
2.3 总线智能节点设计
总线的智能节点就是网络中的基本单元，其大小不同，节点的设计工作主要是通过输入通道运行的原理来进行，具体的图示见图1。
3 系统软件设计
在系统设计的过程中，软件设备和硬件设备同等重要，不仅包括上位机和下位机两个部分。在实际的设计工作中，工作人员主要采用的是组态软件形式来对上位机进行设计，然后将具体的数据和图形信息显示在工控机上，然后以报警信息的形式将相关的参数提供给工作人员。操作人员就可以以信息为依据来对现场进行科学地管理。另外，下位机的主要功能同样是传输信息，其中主要是对监控设备的运行状态信息以及现场的堆煤状态信息等进行上传。下位机主要是将信息传递给上位机，最后传递给工作人员。
3.1 下位机软件设计
通常情况下，下位机的软件结构以模块化形式为主，在程序运行的过程中，根据不同类型的逻辑模块来明确其功能。下位机的程序主要是通过主程序以及多个不同的程序来构成。该设计方式减少了重复编程复杂度，使程序易于修改、调试和差错。主程序流程图如图2所示。
3.2 上位机软件设计
上位机是用户对整个系统的直接控制部分，主要实现如下功能：接受用户命令并为用户提供完整的实时运行状态信息、用户可以通过鼠标、键盘等输人接口给系统各智能节点下达命令。上位机软件主要包括操作命令部分、控制系统总查询部分、画面管理部分及用户通信界面输入部分等。
3.3 与DCS的网络集成
现场总线技术与DCS集成方式有多种，本系统采用采用将现场总线层与DCS系统I/O层连接的集成，将现场总线系统中的数据信息映射成与DCS的I/O总线上的数据信息，实现在I/O总线上的现场总线技术集成。这样使得在DCS控制器所看到的来自现场总线来信息，如同来自一个传统的DCS设备卡一样。
4 结论
随着现场总线控制系统FCS的出现，数字式分散控制系统DCS并不会消亡，而只是将过去处于控制系统中心地位的DCS移到现场总线的一个站点上去。也可以这样说，DCS处于控制系统中心地位的局面从此将被打破。今后电厂的控制系统将会是，以FCS处于控制系统中心地位、并兼有DCS系统哲学的一种新型控制系统。FCS控制系统在机组控制领域应用前景广阔。随着智能化现场仪表及设备被广泛应用到电厂，将传统DCS技术与FCS技术相融合，最终会构成全局性的FCS，是当前的发展方向，有助于进一步提高发电机组自动化和管理水平。
参考文献
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