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摘要：现场总线PROFIBUS总线技术的发展和火电厂中的应用，针对实际运行中的故障分析，并提出改进建议。

关键词：现场总线;网络;DCS

1现场总线技术简介

国电智深现场总线控制方案是基于PROFIBUS技术，拥有自主知识产权，已成熟的应用于300MW，600MW，1000MW各个等级机组。该系统通过专门的PB卡实现现场总线设备与国电智深DCS的数据通讯，Profibus国际标准中并没有定义冗余的实现方式，考虑到Profibus标准的特点和国内电力行业对设备安全的要求，设计了一主一备 的冗余方式，双卡切换时间（总线侧）在毫秒级，增加了系统的可靠性。网络结构如下图：

2 PROFIBUS在电厂中的应用和故障分析

某电厂350MW机组，于2017年投产，全厂PROFIBUS总线设计，DCS系统为国电智深EDPF NT+，除关系机组安全保护的子系统，如FSSS、ETS、DEH及电气重要开关设置同等比例的常规仪表外，现场总线覆盖主厂房和辅助车间全厂，运行三年来，总线设备出现的主要故障统计如下表（同期出现的同类故障计做一次）：

5 其他故障 2

通过对出现的问题进行针对性的分析，造成故障的原因如下：

2.1变送器等过程仪表一般都为PA总线，星型连接，通过DP/PA转换器接入总线网络，离线有如下原因：

2.1.1 PA电缆剥线问题造成电缆芯损伤，线阻过大，造成设备时常离线，在机组投产初期，此类缺陷较多，在对PA电缆接线处理后，该故障未再出现;

2.1.2 GSD文件组态错误造成设备离线，GSD文件中有多个变量，如果DCS中调用的变量错误，会在测量达到较高或低时会出现坏点，通过核对调用的参数，引用正确的变量，处理后该故障未再出现;

2.2执行机构（包括马达保护器）出现的问题较多，由于执行机构品牌众多，设计思路不同，GSD文件编写水平差别大，造成执行机构出现的问题较多：

2.2.1某进口品牌执行机构经常离线，在同厂家处理仍未得到解决，分析原因是该品牌在2013年更新了它的总线控制板，该控制板对系统的兼容性较差，在使用一段时间后会出现死机，需要外方重新设计，考虑到机组建设工期，该型执行机构更换为硬接线方式。

2.2.2在执行机构运行到一年左右，多个国产品牌出现离线故障，更换总线板后正常，原因是国内早期设计的总线板有缺陷，并且使用的元器件老化迅速，国内有总线板设计能力的厂家很少，大多购买成品总线模块，再集成到各自控制板中，造成国产执行机构批量出现问题，随着国内执行机构厂家技术的不断学习、进步，新的总线板更换已使用近两年，未出现问题;

2.2.3执行机构为双通道DP总线，部分品牌接线盒设计局促，不利于DP电缆接线，施工队伍考虑成本未使用DP电缆专用剥线工具造成DP电缆损坏，此类问题在对电缆处理后，运行正常;

3故障处理和建议

3.1检修建议

现场总线技术目前处于应用的高峰期，对热工人员的素质也提出了更高的要求，总结该厂出现的问题，对总线设备检修有如下建议：

3.3.1出现问题先检查电缆接线，就地柜和电子间的都要核查，其中先查电子间光电至PB卡处;

3.1.2根据DCS故障事件记录情况，首先隔离出现离线的设备观察一段时间其他设备的运行情况，根据故障时间记录决定是否采取下一步;

3.1.3如果第1步观察后仍旧能发现多个设备时不时离线的情况，则将同一DPU下稳定的端口下的设备段和不稳定的设备段互换彼此的通讯线路，同时PB端口也要互换，以保证DCS的配置保持不变，观察DCS线上的端口设备状态情况，通过此可以观察一段时间稳定段的设备状态情况，确定通讯段是否有问题，如果事件记录里设多个备状态仍有离线上线不时出现，证明通讯段存在问题，如果设备状态好，证明通讯段正常，同时也可以直接判断出不稳定的设备段是不是设备的问题。这样将问题锁定在设备段或者通讯段，然后再进一步检查设备段。注意重点检查的地方：DP头，板卡，终端电阻，光电，Yink，光纤，逐步判断故障所在;

3.1.4配备充足的总线诊断工具，一般通用的是ProfiTrace，可以直观的读取总线系统中各设备的运行状态，建议至少配备2台，同时可以配备其他的诊断工具辅助。

3.2设计施工建议

对新上的总线系统有如下建议：

3.2.1必须有充足的设计时间，总线设计对设计院也是新生事物，需要不断完善设计思路，关键设备的分网段布置，网络系统的设计优化都需要反复论证，电缆的敷设必须与其他电缆隔离，设备接线方式必须符合总线标准的规定;

3.2.2施工人员必须严格按照PROFIBUS的规范施工，剥线必须使用专用的工具，接线要符合要求;

3.2.3 PROFIBUS对接地的要求比较严格，并且与以往的DCS接地不同，需要多点接地，虽然国标中没有规定所有总线柜共地，只要求就近接地，对于有条件的单位建议敷设专门的接地系统;