DCS与智能远程IO性能对比.doc

分布式远程智能I/O在300MW以上大型火电机组特定应用场合的综合性能分析报告 一、分布式远程智能I/O在火力发电机组中的应用范围135MW以上的大型火电机组，其主体工艺过程目前均采用了成套的DCS系统，这对于保障大型火电机组的安全经济运行以及提高电厂的运行管理水平是非常必要的。但是由于大型火电机组需要监控的测点很多，如果将所有测点都纳入DCS，将使DCS的规模扩大，造成一次投资和二次维护费用的增加，同时还增加DCS的负担。因此，对主机和主要辅机的金属温度群包括锅炉管壁温度、汽轮机缸壁温度、发电机线圈和铁芯温度以及主要辅机轴承温度等，采用分布式远程智能I/O进行辅助测点的监视，不仅可减少控制盘台的数量，缩小控制室面积和空间使控制室整齐美观，而且可有效提高视点的可靠性、测量精度，大副度减少信号电缆的数量，节省一次投资、安装费用以及二次维护费用。为了适应现代控制室推行以CRT为监控中心，设备布置整齐、精简、尽量取消模拟仪表和控制台的要求，电力规划设计总院在1996年11月29日以电规发（1996）214号文颁发的单元机组分散控制系统设计若干技术问题规定中推荐采用远程智能I/O 进行辅助测点监视，即“锅炉和汽机的金属温度；发电机的线圈、铁芯、氢气和冷却水温度；辅机轴承温度等宜采用国内有成功应用经验的远程I/O通道”。采用远程智能I/O进行辅助测点的监视，不仅可减少控制盘台的数量，缩小控制室面积和空间使控制室整齐美观，而且可有效提高视点的可靠性、测量精度，大副度减少信号电缆的数量，节省一次投资、安装费用以及二次维护费用。目前分布式远程智能I/O作为现场总线型测控设备在125MW之1000MW火电机组中得到了广泛应用。二、系统网络拓扑结构：三、采用分布式远程智能I/O进行主辅机金属温度群测量的技术特点：1 分散性分布式远程智能I/O系统比DCS系统更好的体现了信息集中、控制分散的思想。与传统的DCS相比较，分布式远程智能I/O体现了更彻底的分散性，它每20通道的数据采集处理都才用独立的电源、CPU，因此故障也被分散。即使任何一个前端的故障也不影响其他前端的正常运行。DCS仅仅实现了控制站层次的控制分散化，而分布式远程智能I/O则实现了现场控制设备层次的控制分散化。2 可靠性与DCS相比，分布式远程智能I/O的安全栅、隔离器、端子柜、I/O模件、现场电缆和接线端子的数量大大减少。分布式远程智能I/O中的现场信号采用数字传输，大大提高了系统的抗干扰能力。这些因素均使分布式远程智能I/O的可靠性得到了提高！3 精确度分布式远程智能I/O引入现场总线可消除模拟通信方式中数据传输时产生的误差，提高了传输精度。模拟通讯方式中产生误差的原因有以下三个：输入通道中A/D转换产生的误差、模拟信号传输产生的误差和输出通道中D/A转换的误差。现场总线是用数字信号传输数据的，数字信号传输与模拟信号的不同之处在于前者不产生信号传输的误差。现场总线中的数据以数字状态传输，不需要A/D、D/A转换，因此也不会产生转换误差，提高了传输精度。4 开放性现场总线控制系统具有开放性，对相关标准具有一致性和公开性，强调对标准的共识与遵从。通讯协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换，通过现场总线可构筑自动化领域的开放互联系统。开放性决定了它具有互操性和互用性。互操作性指互联设备间、系统间信息的传递与沟通；而互用则以为着不同生产厂家性能类似的设备可以实现相互的替换。5 经济性由于分布式远程智能I/O体系结构上的改变，分布式远程智能I/O比DCS更节约硬件设备，使用分布式远程智能I/O，可以大量的减少安全栅、隔离器、I/O模件、现场电缆和接线端子，这样就节省了I/O装置以及安装这些装置的机柜和空间，同时大大地减少了安装费用。6维修性由于现场级彻底分散，同时大量的减少安全栅、隔离器、I/O模件、现场电缆和接线端子。因此分布式远程智能I/O大大提高其维护性能。6 环境适应能力分布式远程智能I/O环境温度为-2070，防护等级为IP56，因此适用于锅炉顶部等温度环境比较恶劣的场所。四、用分布式远程智能I/O进行主辅机金属温度群测量的经济效益分析。 电缆费用差异表项目名称DCS系统分布式远程智能I/O系统（国产）电缆、电缆敷设费用、隔离器、接线端子，机柜费用平均电缆长度按200m计算:T/C：200点 补偿导线总长40km，规格：2X1.5m2热电偶外屏蔽补偿导线(聚氯乙烯绝缘,护套) 单价10元/米 总价40万；RTD：200点，需三芯屏蔽电缆40km，规格 31.0 m2屏蔽 单价8.5元/米总价34万元；电缆桥架、电缆敷设、机柜等费用需10万元；总计84万元； 由于设备可在现场就近安装，只需极少的信号电缆，平均电缆长度按30m计算：2X1.5m2热电偶外屏蔽补偿导线(聚氯乙烯绝缘,护套) 单价10元/米 总价6万；RTD：200点，需三芯屏蔽电缆6km，规格 31.0 屏蔽 单价8.5元/米总价5.1万元；备用测点不考虑电缆费用；通讯电缆2km 普通屏蔽双绞线规格21.0 屏蔽 单价8元/米总价1.6万 现场电缆敷设费用少、无隔离器、接线端子、机柜费用，需约3万总计15.7万合计84万元157万元注：1单台200MW火电机组主辅机金属温度群I/O测点按400点计算。不同的设计单位和用户对I/O测点规模有不同的要求，以上测点规模是根据实际情况建议采用规模。2电缆、电缆敷设费用、安全栅、隔离器、接线端子，机柜费用由于受电缆走向、电子间设置点的不同，和材料的不同无法具体统计精确数据，以上报表数据为最低保守数据！综合上表所述：采用国产分布式远程智能I/O 进行辅助测点监视，即“锅炉和汽机的金属温度；发电机的线圈、铁芯、氢气和冷却水温度；不仅可减少控制盘台的数量，缩小控制室面积和空间使控制室整齐美观，而且可有效提高视点的可靠性、测量精度，由于分布式远程智能I/O体系结构上的改变，分布式远程智能I/O比DCS更节约硬件设备，使用分布式远程智能I/O，可以大量的减少安全栅、隔离器、