Cutler Hammer 92-01941-02
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另一种可选方案是FCS系统,即多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统;全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置;互联、双向、开放的系统取代单向、封闭的系统;
大量分散的虚拟控制站取代集中的控制站。FCS以数字智能现场装置为基础,数字智能现场装置包括:智能仪表、智能开关、智能执行器等;
3 改造方案分析
从在役核电站仪控系统数字化改造的目标出发, 针对DCS+PLC和FCS+PLC这两种改造方案进行分析和较。
3.1 基于备件问题和设备老化问题的分析
在役核电站仪控系统数字化改造首先要解决的是备件淘汰和短缺问题、仪控设备老化问题。无论采用DCS+pLC方案(以下简称DCS方案),还是采用FCS+PLC方案(以下简称FCS方案)都能解决目前面临的问题。 但是仪控系统数字化改造不仅仅是要解决目前的备件和老化问题,而且要充分考虑未来的备件和老化问题。两种方案进行比较,FCS方案在备件和老化问题方面与DCS方案相比具有优越性:①FCS主要依靠现场智能设备,不再以控制器为核心,因此可以减少大量控制器方面的备件。②FCS具有互可操作性与互用性,前者是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通,后者是指不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换,因此备件的选择范围比较大,来自某个生产厂家的某种产品停产的威胁将降低,相应的备件数量也可以减少。③FCS所采用的现场智能设备具有自我诊断、自我统计和自我管理的功能,这极大地方便了设备的老化管理。
3.2 基于系统性能的分析
通过仪控系统数字化改造可以显著地提高核电站的系统性能。DCS方案和FCS方案在技术性能方面都是可以满足核电站的要求的,特别是DCS方案在火电站已是相当成熟。FCS方案由于采用的现场设备是智能化和数字化的,与模拟信号相比,从根本上提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差。
3.3 基于系统功能的分析
DCS和 FCS两种方案都提供了强大的功能,这些功能很大程度上都是基于数字化的信息与信息的共享。相比较而言,由于FCS能从现场获得更多的信息,因此在功能上,FCS方案能更全面、更完善也更容易实现。
3.4 基于系统安全可靠性的分析
安全可靠是核电站仪控系统追求的目标,仪控系统数字化改造的目标之一就是进一步提高核电站的安全性和可靠性。比较DCS和FCS两种方案,在安全可靠性方面,FCS有着DCS无法比拟的优越性:
① FC S简化了控制系统,减少了故障环节。**,FCS废弃了DCS的很大一部分的输人/输出(FO) 单元和控制站,简化了系统结构。第二,FCS的信号传输是全数字化的,这样一方面免去了像DCS那样需要进行的数字/模拟(D/A)和模拟/数字(刀D)转换,从而减少了数据传输中的环节,减少故障率;另一方面, 数字化的传输减少了干扰和数据误差,从而减少了由此引起的事故。第三,FCS可以大幅度减少电缆,从而减少了由电缆引起的故障。第四,一台智能化的多变量的变送器可以同时测量压力、温度和流量等多种变量,从而可以减少系统中仪表的数量,相应地减少了由此引起的故障。
② 预测将要出现的故障,进行前瞻性维护,减少系统故障。利用总线技术和智能仪表的自诊断,可以连续监视因磨损、受力、极端的环境条件和运转次数等原因出现的“先导性指示”,在不需要人工收集和输人数据的情况下,预测将要出现的故障,通过及时更换的方式避免故障的发生。而连续监视的工作都是在现场进行的,不会对网络增加负担。
③ 进行状态监视,随时排查故障。可以充分利用现场总线对设备、仪表进行健康状况的连续监视,一旦出现故障,可以立即被排查出来,并确切地掌握故障点,从而缩短了排查故障的时间。
④ FC S 的现场设备具有互可操作性和互用性,不同厂商的现场设备既可互联也可互换,并可以统一组态。这就意味着,一旦现场设备出现故障,能够很快地找到可以更换的设备,并且可以即换即用,大大缩短了故障处理的时间。