一、分布式遠(yuǎn)程智能I/O在火力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用范圍

135MW以上的大型火電機(jī)組，其主體工藝過程目前均采用了成套的DCS系統(tǒng)，這對(duì)于保障大型火電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及提高電廠的運(yùn)行管理水平是非常必要的。但是由于大型火電機(jī)組需要監(jiān)控的測(cè)點(diǎn)很多，如果將所有測(cè)點(diǎn)都納入DCS，將使DCS的規(guī)模擴(kuò)大，造成一次投資和二次維護(hù)費(fèi)用的增加，同時(shí)還增加DCS的負(fù)擔(dān)。因此，對(duì)主機(jī)和主要輔機(jī)的金屬溫度群包括鍋爐管壁溫度、汽輪機(jī)缸壁溫度、發(fā)電機(jī)線圈和鐵芯溫度以及主要輔機(jī)軸承溫度等，采用分布式遠(yuǎn)程智能I/O進(jìn)行輔助測(cè)點(diǎn)的監(jiān)視，不僅可減少控制盤臺(tái)的數(shù)量，縮小控制室面積和空間使控制室整齊美觀，而且可有效提高視點(diǎn)的可靠性、測(cè)量精度，大副度減少信號(hào)電纜的數(shù)量，節(jié)省一次投資、安裝費(fèi)用以及二次維護(hù)費(fèi)用。為了適應(yīng)現(xiàn)代控制室推行以CRT為監(jiān)控中心，設(shè)備布置整齊、精簡(jiǎn)、盡量取消模擬儀表和控制臺(tái)的要求，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在1996年11月29日以電規(guī)發(fā)(1996)214號(hào)文頒發(fā)的《單元機(jī)組分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)若干技術(shù)問題規(guī)定》中推薦采用遠(yuǎn)程智能I/O 進(jìn)行輔助測(cè)點(diǎn)監(jiān)視，即“鍋爐和汽機(jī)的金屬溫度;發(fā)電機(jī)的線圈、鐵芯、氫氣和冷卻水溫度;輔機(jī)軸承溫度等宜采用國(guó)內(nèi)有成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的遠(yuǎn)程I/O通道”。采用遠(yuǎn)程智能I/O進(jìn)行輔助測(cè)點(diǎn)的監(jiān)視，不僅可減少控制盤臺(tái)的數(shù)量，縮小控制室面積和空間使控制室整齊美觀，而且可有效提高視點(diǎn)的可靠性、測(cè)量精度，大副度減少信號(hào)電纜的數(shù)量，節(jié)省一次投資、安裝費(fèi)用以及二次維護(hù)費(fèi)用。

目前分布式遠(yuǎn)程智能I/O作為現(xiàn)場(chǎng)總線型測(cè)控設(shè)備在125MW之1000MW火電機(jī)組中得到了廣泛應(yīng)用。

二、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

三、采用分布式遠(yuǎn)程智能I/O進(jìn)行主輔機(jī)金屬溫度群測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)：

1.分散性

分布式遠(yuǎn)程智能I/O系統(tǒng)比DCS系統(tǒng)更好的體現(xiàn)了信息集中、控制分散的思想。與傳統(tǒng)的DCS相比較，分布式遠(yuǎn)程智能I/O體現(xiàn)了更徹底的分散性，它每20通道的數(shù)據(jù)采集處理都才用獨(dú)立的電源、CPU，因此故障也被分散。即使任何一個(gè)前端的故障也不影響其他前端的正常運(yùn)行。DCS僅僅實(shí)現(xiàn)了控制站層次的控制分散化，而分布式遠(yuǎn)程智能I/O則實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備層次的控制分散化。

2.可靠性

與DCS相比，分布式遠(yuǎn)程智能I/O的安全柵、隔離器、端子柜、I/O模件、現(xiàn)場(chǎng)電纜和接線端子的數(shù)量大大減少。分布式遠(yuǎn)程智能I/O中的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采用數(shù)字傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。這些因素均使分布式遠(yuǎn)程智能I/O的可靠性得到了提高!

3.精確度

分布式遠(yuǎn)程智能I/O引入現(xiàn)場(chǎng)總線可消除模擬通信方式中數(shù)據(jù)傳輸時(shí)產(chǎn)生的誤差，提高了傳輸精度。模擬通訊方式中產(chǎn)生誤差的原因有以下三個(gè)：輸入通道中A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的誤差、模擬信號(hào)傳輸產(chǎn)生的誤差和輸出通道中D/A轉(zhuǎn)換的誤差?，F(xiàn)場(chǎng)總線是用數(shù)字信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)的，數(shù)字信號(hào)傳輸與模擬信號(hào)的不同之處在于前者不產(chǎn)生信號(hào)傳輸?shù)恼`差?，F(xiàn)場(chǎng)總線中的數(shù)據(jù)以數(shù)字狀態(tài)傳輸，不需要A/D、D/A轉(zhuǎn)換，因此也不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差，提高了傳輸精度。

4.開放性

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有開放性，對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)具有一致性和公開性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從。通訊協(xié)議一致公開，各不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換，通過現(xiàn)場(chǎng)總線可構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開放互聯(lián)系統(tǒng)。開放性決定了它具有互操性和互用性?；ゲ僮餍灾富ヂ?lián)設(shè)備間、系統(tǒng)間信息的傳遞與溝通;而互用則以為著不同生產(chǎn)廠家性能類似的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)相互的替換。

5.經(jīng)濟(jì)性

由于分布式遠(yuǎn)程智能I/O體系結(jié)構(gòu)上的改變，分布式遠(yuǎn)程智能I/O比DCS更節(jié)約硬件設(shè)備，使用分布式遠(yuǎn)程智能I/O，可以大量的減少安全柵、隔離器、I/O模件、現(xiàn)場(chǎng)電纜和接線端子，這樣就節(jié)省了I/O裝置以及安裝這些裝置的機(jī)柜和空間，同時(shí)大大地減少了安裝費(fèi)用。

6.維修性

由于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)徹底分散，同時(shí)大量的減少安全柵、隔離器、I/O模件、現(xiàn)場(chǎng)電纜和接線端子。因此分布式遠(yuǎn)程智能I/O大大提高其維護(hù)性能。

6.環(huán)境適應(yīng)能力

分布式遠(yuǎn)程智能I/O環(huán)境溫度為-20℃—70℃，防護(hù)等級(jí)為IP56，因此適用于鍋爐頂部等溫度環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)所。

四、用分布式遠(yuǎn)程智能I/O進(jìn)行主輔機(jī)金屬溫度群測(cè)量的經(jīng)濟(jì)效益分析。

電纜費(fèi)用差異表

注：

1.單臺(tái)200MW火電機(jī)組主輔機(jī)金屬溫度群I/O測(cè)點(diǎn)按400點(diǎn)計(jì)算。不同的設(shè)計(jì)單位和用戶對(duì)I/O測(cè)點(diǎn)規(guī)模有不同的要求，以上測(cè)點(diǎn)規(guī)模是根據(jù)實(shí)際情況建議采用規(guī)模。

2.電纜、電纜敷設(shè)費(fèi)用、安全柵、隔離器、接線端子，機(jī)柜費(fèi)用由于受電纜走向、電子間設(shè)置點(diǎn)的不同，和材料的不同無法具體統(tǒng)計(jì)精確數(shù)據(jù)，以上報(bào)表數(shù)據(jù)為最低保守?cái)?shù)據(jù)!

綜合上表所述：采用國(guó)產(chǎn)分布式遠(yuǎn)程智能I/O 進(jìn)行輔助測(cè)點(diǎn)監(jiān)視，即“鍋爐和汽機(jī)的金屬溫度;發(fā)電機(jī)的線圈、鐵芯、氫氣和冷卻水溫度;不僅可減少控制盤臺(tái)的數(shù)量，縮小控制室面積和空間使控制室整齊美觀，而且可有效提高視點(diǎn)的可靠性、測(cè)量精度，由于分布式遠(yuǎn)程智能I/O體系結(jié)構(gòu)上的改變，分布式遠(yuǎn)程智能I/O比DCS更節(jié)約硬件設(shè)備，使用分布式遠(yuǎn)程智能I/O，可以大量的減少安全柵、隔離器、I/O模件、現(xiàn)場(chǎng)電纜和接線端子，這樣就節(jié)省了I/O裝置以及安裝這些裝置的機(jī)柜和空間，同時(shí)大大地減少了安裝費(fèi)用。

節(jié)省投資費(fèi)用預(yù)算如下：

單臺(tái)300MW火電發(fā)電機(jī)組即可節(jié)?。?8.3萬(RMB)費(fèi)用;

兩臺(tái)300MW火電發(fā)電機(jī)組即可節(jié)?。?36.6萬(RMB)費(fèi)用;