现场总线控制系统设计的背景与方法

目前中小型锅炉在我国能源工业中有着极为重要的地位，占据着很大的市场份额，广泛应用于电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业，工业和民用采暖都需要中小型锅炉供给大量的蒸汽。据不完全统计，到1997年底，我国中小型锅炉总量达50.1万台，每年耗煤约4亿吨以上，是全国原煤产量的1/3。根据国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局统计分析资料，2001年度我国在用锅炉总台数53.67万台。其中，蒸汽锅炉34.68万台，约占锅炉总台数的64.62%；热水锅炉16.86万台，约占锅炉总台数的31.41%；其他锅炉2.13万台，约占锅炉总台数的3.97%。按用途分类统计：生活用锅炉27.35万台，占总台数的50.96%；生产用锅炉25.70万台，占总台数的47.89%；发电用锅炉0.61万台，占总台数的1.14%。

供热用户应用技术是城市供热产业中最薄弱环节，足以说明我国的热用户应用技术处于十分落后的局面，尽快提高城市供热应用技术水平和自动化程度已成为摆在我们面前的首要课题和当务之急。

目前国内供热锅炉，特别是链条炉的自动化程度普遍很低，主要存在如下问题：

1）除给水控制系统能实现自动运行外，其他系统均手动运行，造成锅炉热效率低，环境污染严重，运行员劳动强度大。

2）锅炉辅机采用手动操作方式，操作复杂，容易出错。

3）控制系统多采用模拟控制系统或以IPC、PLC为基础的半数字控制系统，控制精度低、可靠性差、维护工作量大。目前国内对于供热系统的链条炉控制，除部分采用了直接数字控制（DDC）以外，还未应用过任何彻底分散的控制系统来解决对整个系统的控制问题。(www.xing528.com)

4）在监控级采用指针式仪表、开关、按钮、电位器等原始监视操作手段，监视操作面大，控制室占地面积大，导线、电缆、接线端子多，电缆敷设困难，故障点较多，给施工和维护带来巨大的困难。

5）缺乏对现场设备的管理功能，管理水平低下。

北京某热力有限责任公司是一家国内规模较大的从事城市供热服务的企业，作为供热管理的专业公司，具备为250万m²建筑提供采暖蒸汽、为90万m²建筑提供制冷蒸汽能力，承担着北京某大型火车站及周边地区的夏季制冷和冬季供暖任务，其供热锅炉主要为链条炉。目前该企业在生产上的自动化投入率较低，存在上述诸多问题。为实现企业综合自动化，该公司委托华北电力大学为其实施针对链条炉热力系统的先进控制系统工程，在其8号链条式锅炉上实施全新的现场总线控制系统，以提高企业的自动化生产率。

此系统以现场总线技术为基础，把智能设备、数字化采集和控制装置整合到一个完整的系统中来，为企业自动化提供来自现场级的、全数字化的、彻底分散的控制解决方案。