前文：

能源是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。煤、石油、天然氣、核能均可作為發(fā)電燃料，其中，應(yīng)用最廣泛的是煤。目前，我國(guó)發(fā)電主要以煤為基礎(chǔ)，在2010年，我國(guó)火力發(fā)電占總發(fā)電量的78%，并且，以火電為主的基本格局，在短期內(nèi)不會(huì)改變。

江蘇某火力發(fā)電廠，其裝機(jī)容量為4x600MW。在從煤到電的整個(gè)過(guò)程中，均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。在整個(gè)控制系統(tǒng)中，北京鼎實(shí)的4路模擬量輸入IO模塊PIO-AI4，承擔(dān)了汽水系統(tǒng)中各種參數(shù)的監(jiān)測(cè)任務(wù)。

一、火電廠生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介：

火電廠的種類雖很多，但從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析，其生產(chǎn)過(guò)程卻是基本相同的，概括地說(shuō)是把燃料(煤)中含有的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可分為三個(gè)階段：

燃料的化學(xué)能在鍋爐中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽訜徨仩t中的水使之變?yōu)檎羝Q為燃燒系統(tǒng);

鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)?a target="_blank">機(jī)械能，稱為汽水系統(tǒng);

由汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，把機(jī)械能變?yōu)殡娔埽Q為電氣系統(tǒng)。

二、控制系統(tǒng)

2.1 項(xiàng)目要求

蘇州該火力發(fā)電廠，其汽水循環(huán)中，難免會(huì)有汽、水泄露等損失。這樣會(huì)對(duì)水的濁度以及PH值造成影響。一般是增加了PH值和水的濁度。如果PH值過(guò)高，會(huì)對(duì)整個(gè)鍋爐以及管道造成腐蝕。濁度過(guò)高，將會(huì)在管道中造成沉淀，產(chǎn)生水垢，不僅影響了熱利用效率，還會(huì)對(duì)整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生極大的阻礙。

在傳感器方面，該項(xiàng)目選擇了美國(guó)奧利龍的2106HL濁度分析儀以及奧利龍的2102pH分析儀。這兩種設(shè)備能夠有效的測(cè)量PH值以及濁度。并且將測(cè)量值，以4-20mA的電流信號(hào)輸出。另外，由于該項(xiàng)目中采用了西門子的T3000作為整個(gè)生產(chǎn)線的DCS系統(tǒng)。為將此電流信號(hào)傳送到DCS系統(tǒng)中，還需要一個(gè)能夠接收模擬量信號(hào)的設(shè)備。并且，該設(shè)備要支持DP通訊，這樣有利于整個(gè)控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化。另外，項(xiàng)目中還需要有可視化界面，以便對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

汽水循環(huán)系統(tǒng)

汽水循環(huán)系統(tǒng)

2.2 實(shí)現(xiàn)方案

由于現(xiàn)場(chǎng)的溫度比較高，而且考慮到信號(hào)的精度和準(zhǔn)確度，還要能夠支持DP通訊。經(jīng)過(guò)綜合考慮，選擇了北京鼎實(shí)的PIO-AI4的4路模擬量輸入IO模塊。

2.3 PIO-AI4主要特點(diǎn)

可直接與DP主站設(shè)備相連

模擬量信號(hào)的輸入方式可通過(guò)模塊中的撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇(電壓輸入或者電流輸入)。大大的適應(yīng)了各種環(huán)境的需要。

整個(gè)信號(hào)以差分方式輸，能夠有效的抑制共模干擾，增加了信號(hào)的抗干擾能力。另外，16位的高位分辨率，保證了模塊對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換精度。

DP端波特率自適應(yīng)，最大可達(dá)12M。

在安全性能方面，AI4采用了帶反極性保護(hù)的機(jī)制，即使輸入信號(hào)反向，也不會(huì)對(duì)模塊硬件造成影響。

同時(shí)，模塊擁有自恢復(fù)保險(xiǎn)功能，當(dāng)電流過(guò)大，模塊會(huì)自動(dòng)過(guò)濾多余電流，從而起到一個(gè)保護(hù)作用。

高密度小點(diǎn)數(shù)輸入，整個(gè)模塊的尺寸為WxHxD=106x98x83，在106mm的寬度，最大可擁有12路模擬量的輸入

該項(xiàng)目中使用的PIO-AI4主要技術(shù)指標(biāo)如下：

PIO-AI4主要技術(shù)指標(biāo)

2.4 網(wǎng)絡(luò)組成

控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

各部分功能：

分析儀檢測(cè)從水處理設(shè)備出來(lái)的水的pH值以及濁度，并轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號(hào)。

北京鼎實(shí)的PIO-AI4接收該電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換成一個(gè)0-65535的無(wú)符號(hào)整數(shù)，并且將此數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)DP電纜，直接傳送給DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)主要為將傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且根據(jù)不同的參數(shù)，進(jìn)行不同的控制。

PC機(jī)安裝WinCC組件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的界面化監(jiān)控。

三、現(xiàn)場(chǎng)使用圖片

四、北京鼎實(shí)IO模塊介紹

北京鼎實(shí)的IO模塊主要分為三類，300A系列、300B系列、400B系列

300A系列：主要為一體式的IO模塊，能夠直接與DP主站設(shè)備直接連接。

代表產(chǎn)品有：PIO-AI20(20路模擬量輸入)，PIO-AI12(12路模擬量輸入)

PIO-AI8(8路模擬量輸入)，PIO-AI4(4路模擬量輸入)

300B系列：該系列模塊為可擴(kuò)展式IO模塊，一個(gè)適配器作為連接DP的通訊模塊，其它IO模塊可選。

400B系列：此系列模塊最大的特點(diǎn)為高密度，可擴(kuò)展，支持V1功能，可冗余。另外，在實(shí)際的應(yīng)用中，可代替西門子的ET200系列。

五、結(jié)束語(yǔ)

在此項(xiàng)目中，北京鼎實(shí)的PIO-AI4模塊，很好的滿足了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)的要求，其模塊化的設(shè)計(jì)，給分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接提供了更靈活的配置。并且，該火電廠從2011年開(kāi)始運(yùn)行到現(xiàn)在，無(wú)任何故障發(fā)生。其可靠的性能，無(wú)疑讓北京鼎實(shí)的IO模塊達(dá)到了國(guó)外同類設(shè)備的水平。

審核編輯：湯梓紅