圖2 基于modbus協(xié)議的遠(yuǎn)程i/o系統(tǒng)

　 電子室的控制柜需要1塊串口通訊控制卡（lc卡），其作為主機，idas高速抗干擾通訊模塊作為從機，通過rs232或rs485硬件接口，采用標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議，以19.2kbps的通訊速率與dcs進行通訊。

　 鍋爐現(xiàn)場需要12臺智能采集前置機（每臺支持20個通道，各種熱電偶、熱電阻、直流電壓、電流、電阻可以在同一臺智能采集前置機上混接。具有3種冷端補償方式）?，F(xiàn)場遠(yuǎn)程i/o站和中控室主站之間應(yīng)采用雙向冗余的通訊連接，idas的網(wǎng)絡(luò)最大距離是1200米。通訊電纜采用屏蔽雙絞線。

　 該方案的最大特點是經(jīng)濟、實用。其通用、成熟的第三方測試軟件及較低的成本，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)據(jù)和控制命令的信息交互，系統(tǒng)接口簡單、實用，主要技術(shù)問題均通過軟件方法得以解決；數(shù)字化的信號傳輸，上層工作站及高速網(wǎng)之間的信息交換，全部使用數(shù)字信號，實現(xiàn)了高速、雙向、多變量、多站點之間的通信。但信息集成能力不強，控制器獲取信息量有限，大量的數(shù)據(jù)如設(shè)備參數(shù)、故障診斷及故障記錄等很難得到，因此也很難完成現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化功能，造成系統(tǒng)可維護性不高，而modbus有這方面的優(yōu)勢。

　 2.3 基于ff的智能儀表系統(tǒng)

　 進入二十世紀(jì)九十年代以后，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs，fieldbus control system）走向?qū)嵱没，F(xiàn)場總線是用于過程自動化或制造自動化中的，實現(xiàn)智能化現(xiàn)場設(shè)備（如變送器，執(zhí)行器，控制器）與高層設(shè)備（如主機，網(wǎng)關(guān)，人機接口設(shè)備）之間互聯(lián)的，全數(shù)字、串行、雙向的通信系統(tǒng)[2]。

　 emerson公司提供并生產(chǎn)了ovation控制系統(tǒng)控制器與ff現(xiàn)場總線接口裝置，使得ovation系統(tǒng)的數(shù)字通訊功能延伸至現(xiàn)場智能設(shè)備。接口的核心部件是網(wǎng)關(guān)處理器，它處理所有進出ovation控制器的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線流量，同時緩存ovation控制器和h1現(xiàn)場總線模塊之間的傳輸信息，還具有自檢和糾錯功能，將這些結(jié)果送到控制器進行監(jiān)視。內(nèi)置的現(xiàn)場總線組態(tài)軟件（在ovation專用組態(tài)軟件develop studio中）能夠自動、方便的把系統(tǒng)控制策略下載到某現(xiàn)場總線分支的所用現(xiàn)場設(shè)備中。

　 圖3所示為基于ff的智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　　　　　　　　　　 圖3 基于ff的智能儀表系統(tǒng)

　基于基金會現(xiàn)場總線的溫度變送器848t是溫度測量的首選模塊。848t和dcs間的通訊是由h1卡（現(xiàn)場總線卡）并通過dcs組態(tài)來實現(xiàn)，h1的傳輸速率是31.25kbps，段的總長度取決于電纜類型，最長為1900米。它同時提供8路溫度測量，可分別組態(tài)為2線或3線熱電阻、熱電偶。

　 根據(jù)操作區(qū)域劃分，共配置1個網(wǎng)關(guān)，電源模塊和2塊非冗余的h1卡，每個h1卡有2個接口，4條ff總線，4塊為總線提供電源的mtl5995模塊內(nèi)帶終端，每條總線帶8臺848t共32臺。每條總線上掛8臺848t，每臺848t接7或8個k分度熱電偶，32臺848t最多可接256個點，現(xiàn)有233個點，剩余23個通道作為備用。

　 該方案最大的優(yōu)勢是fcs系統(tǒng)采用的是全數(shù)字、雙向通信，是目前技術(shù)發(fā)展的趨勢，在信息時代的今天尤為突出?？捎靡粚﹄p絞線電纜將分散的智能現(xiàn)場裝置連接至中央控制室，而模擬量傳輸無法做到這一點。通過現(xiàn)場總線獲得的大量的現(xiàn)場實時信息為管理決策提供了基礎(chǔ)[3]，且其傳輸抗干擾性強，測量精度高。

　 單從硬件設(shè)備的價格上來講，現(xiàn)場總線方案是最貴的，一體化遠(yuǎn)程方案次之，基于modbus協(xié)議的遠(yuǎn)程方案最經(jīng)濟。但從dcs供應(yīng)商的選擇；電纜橋架和電纜保護管材料成本和安裝成本；電纜材料、電纜敷設(shè)及接線的成本和安裝成本；i/o卡件和機柜的成本以及潛在的系統(tǒng)、設(shè)備的升級，營運和維修等方面的費用來綜合考慮系統(tǒng)成本的話，ff方案的經(jīng)濟優(yōu)越性將會越明顯?，F(xiàn)場總線技術(shù)的最終目標(biāo)是信息處理的現(xiàn)場化和智能化，技術(shù)優(yōu)勢隨著其發(fā)展也會越明顯。

　 3 結(jié)束語

　 本文分析比較了三種基于ovation系統(tǒng)的金屬壁溫數(shù)據(jù)采集方案，結(jié)果顯示：ovation一體化的遠(yuǎn)程i/o系統(tǒng)實現(xiàn)全廠dcs一體化，方便運行維護和管理；基于modbus協(xié)議的遠(yuǎn)程i/o系統(tǒng)性價比最高；基于ff的智能儀表系統(tǒng)最具有發(fā)展?jié)摿ΑＭ瑫r這幾種方案不僅用于鍋爐金屬壁溫的監(jiān)測，對于汽機的金屬溫度；發(fā)電機的線圈、鐵芯、氫氣和冷卻水溫度；輔機軸承溫度；循環(huán)水泵房的測量；水工工業(yè)綜合水泵房的測量；燃油泵房的測量等其他輔助系統(tǒng)的測量都有一定的指導(dǎo)意義。在實際工程中，這三種方案都已成熟應(yīng)用，用戶可根據(jù)不同要求制定具體的方案。同時從遠(yuǎn)程智能i/o的成功應(yīng)用表明:由物理分散控制發(fā)展到現(xiàn)場總線型分散控制是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。