前文：

能源是我國國民經濟的基礎。煤、石油、天然氣、核能均可作為發電燃料，其中，應用最廣泛的是煤。目前，我國發電主要以煤為基礎，在2010年，我國火力發電占總發電量的78%，并且，以火電為主的基本格局，在短期內不會改變。

江蘇某火力發電廠，其裝機容量為4x600MW。在從煤到電的整個過程中，均實現了自動化控制。在整個控制系統中，北京鼎實的4路模擬量輸入IO模塊PIO-AI4，承擔了汽水系統中各種參數的監測任務。

一、火電廠生產流程簡介：

火電廠的種類雖很多，但從能量轉換的觀點分析，其生產過程卻是基本相同的，概括地說是把燃料(煤)中含有的化學能轉變為電能的過程。整個生產過程可分為三個階段：

燃料的化學能在鍋爐中轉變為熱能，加熱鍋爐中的水使之變為蒸汽，稱為燃燒系統;

鍋爐產生的蒸汽進入汽輪機，推動汽輪機旋轉，將熱能轉變為機械能，稱為汽水系統;

由汽輪機旋轉的機械能帶動發電機發電，把機械能變為電能，稱為電氣系統。

二、控制系統

2.1 項目要求

蘇州該火力發電廠，其汽水循環中，難免會有汽、水泄露等損失。這樣會對水的濁度以及PH值造成影響。一般是增加了PH值和水的濁度。如果PH值過高，會對整個鍋爐以及管道造成腐蝕。濁度過高，將會在管道中造成沉淀，產生水垢，不僅影響了熱利用效率，還會對整個循環系統產生極大的阻礙。

在傳感器方面，該項目選擇了美國奧利龍的2106HL濁度分析儀以及奧利龍的2102pH分析儀。這兩種設備能夠有效的測量PH值以及濁度。并且將測量值，以4-20mA的電流信號輸出。另外，由于該項目中采用了西門子的T3000作為整個生產線的DCS系統。為將此電流信號傳送到DCS系統中，還需要一個能夠接收模擬量信號的設備。并且，該設備要支持DP通訊，這樣有利于整個控制系統的簡化。另外，項目中還需要有可視化界面，以便對整個控制系統進行監控。

汽水循環系統

汽水循環系統

2.2 實現方案

由于現場的溫度比較高，而且考慮到信號的精度和準確度，還要能夠支持DP通訊。經過綜合考慮，選擇了北京鼎實的PIO-AI4的4路模擬量輸入IO模塊。

2.3 PIO-AI4主要特點

可直接與DP主站設備相連

模擬量信號的輸入方式可通過模塊中的撥碼開關進行選擇(電壓輸入或者電流輸入)。大大的適應了各種環境的需要。

整個信號以差分方式輸，能夠有效的抑制共模干擾，增加了信號的抗干擾能力。另外，16位的高位分辨率，保證了模塊對信號的轉換精度。

DP端波特率自適應，最大可達12M。

在安全性能方面，AI4采用了帶反極性保護的機制，即使輸入信號反向，也不會對模塊硬件造成影響。

同時，模塊擁有自恢復保險功能，當電流過大，模塊會自動過濾多余電流，從而起到一個保護作用。

高密度小點數輸入，整個模塊的尺寸為WxHxD=106x98x83，在106mm的寬度，最大可擁有12路模擬量的輸入

該項目中使用的PIO-AI4主要技術指標如下：

PIO-AI4主要技術指標

2.4 網絡組成

控制系統簡圖

控制系統簡圖

各部分功能：

分析儀檢測從水處理設備出來的水的pH值以及濁度，并轉換成4-20mA的電流信號。

北京鼎實的PIO-AI4接收該電流信號，轉換成一個0-65535的無符號整數，并且將此數據經過DP電纜，直接傳送給DCS系統

DCS系統主要為將傳入的數據進行處理，并且根據不同的參數，進行不同的控制。

PC機安裝WinCC組件，實現數據的界面化監控。

三、現場使用圖片

四、北京鼎實IO模塊介紹

北京鼎實的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主站設備直接連接。

代表產品有：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：該系列模塊為可擴展式IO模塊，一個適配器作為連接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為高密度，可擴展，支持V1功能，可冗余。另外，在實際的應用中，可代替西門子的ET200系列。

五、結束語

在此項目中，北京鼎實的PIO-AI4模塊，很好的滿足了現場設計的要求，其模塊化的設計，給分散的現場設備的連接提供了更靈活的配置。并且，該火電廠從2011年開始運行到現在，無任何故障發生。其可靠的性能，無疑讓北京鼎實的IO模塊達到了國外同類設備的水平。

審核編輯：湯梓紅