火力发电企业输煤程控系统是电厂辅助控制网络的重要组成部分，承担整个输煤皮带及输煤系统各种设备的控制。输煤程控系统直接关系到火电厂卸煤、输煤、转运、上仓，如果原煤仓上煤不及时将导致锅炉直接减负荷。火电厂输煤系统现场潮湿、粉尘环境很差，同时工艺线路长、系统跨度大、设备数量多且分散布置、动力电缆、控制电缆用量很大、设备电磁干扰大、运行环境恶劣、设备间工艺联锁关系比较复杂。因此提高输煤控制系统在复杂环境下的可靠性、安全性、经济性显得极为重要。
输煤控制系统常规采用DCS/PLC来进行控制，根据皮带的多少，设置2－5个远程站，每个远程站负责2－3个转运站的设备信号的接入。在转运站的电子设备间设置程控柜，所有的现场信号通过控制电缆接入程控柜的端子。常规的DCS/PLC方案比较成熟，但也存在一些不足的地方。
1、输煤系统现场环境恶劣，温差大，灰尘多[1]，而DCS/PLC控制柜体积较大，很难将防护等级提高，而DCD/PLC对灰尘、温度、湿度十分敏感，因此不能很好的适应输煤现场环境，时间长了高温、积累的灰尘和潮气会引起很多问题，比如卡件短路烧坏、信号接触不良。
2、采用DCS/PLC方案的输煤控制系统布置几个远程站，现场设备的IO信号电缆接入远程站的距离较长，不但电缆用量很多，投资大，而且过长信号电缆容易受到现场的电磁干扰，影响输煤控制系统的稳定运行。
3、电缆用量大、敷设调试工程量大，输煤控制系统不得不将一些IO信号合并或压省，如所有的皮带跑偏、拉绳信号都不能精确定位，很多子系统（如滚轴筛控制等）的IO量与输煤程控接口只提供最简单的几个信号。IO信号的缺失不利于对系统运行的全面监管。
4、DCS/PLC系统扩展困难，即使程控柜内留有备用IO点，但是IO信号电缆也需要重新敷设，改造扩建过程中容易对原有系统的运行造成影响。
针对上述不足，利用总线控制技术改进输煤控制系统的思路逐渐得到行业认可，基本出发点是采用高防护等级（IP67）的现场智能控制单元，直接置于现场或设备旁，集中采集就地I/O信号，实现输煤总线控制，以达到降低造价、提高输煤控制智能自动化水平目的。下面以基于现场智能控制单元的现场总线产品为例，从可靠性、经济性和功能性等方面就我厂输煤控制系统采用总线控制方案与采用DCS/PLC控制方案进行比较如下：
一、可靠性比较
由于输煤系统现场环境恶劣，因此对输煤控制系统的可靠性提出了更高的要求，和DCS/PLC方案比较，基于智能控制器的我厂输煤总线控制方案在下面几个方面有明显的优势。
（一）、温度适应能力
输煤系统现场昼夜温差大，季节温差大，而DCS/PLC的典型工作温度范围为0℃ ～ +50℃，不能很好的满足现场需要，而智能控制器采取了宽温度范围设计，典型的工作温度可达-40℃ ～ +70℃，适应能力明显强于DCS/PLC模块。
（二）、防水防尘
由于输煤系统现场灰尘多，积累在DCS/PLC模块和屏柜接线端子上的灰尘会引起控制系统工作故障，而且现场运行人员经常要用水枪直接冲洗现场和设备，因此防水防尘是提高控制系统可靠性必须要做的工作。
DCS/PLC的模块通常都只能达到IP20的防护等级，防水防尘能力基本等于没有，而系统通常使用的控制柜都是2200×800×600mm的大型机柜，尺寸大，开口缝隙长，要提高控制柜的防护等级到IP65也几乎不可能。
与此对应的是智能控制器都采用了防水防尘设计，防护等级达到了IP65/67，再加上接线全部采用航空插头替换了接线端子，接线更牢靠，防护等级更高，因此特别适用输煤系统的恶劣现场环境，大大提高了可靠性（产品图片及现场照片附后）。
（三）、抗电磁干扰
DCS/PLC方案中，现场设备的IO信号电缆接入远程站的距离较长，不但电缆用量很大，而且过长信号电缆容易受到现场的强电的电磁干扰，影响输煤控制系统的稳定运行。
现场总线方案因为IO信号就近接入总线模块并转化为数字信号通过现场总线传输，不易受到干扰。我厂采用PROFIBUS DP总线，该总线为开放式总线，广泛运用于加工制造、过程控制、楼宇自动化[2]。总线模块之间采用的都是标准PROFIBUS DP工业级现场总线，其对于屏蔽、接地、数据冗余纠错等方面都有严格的定义和检验标准，因此抗干扰能力比长距离的硬接线大为提高，再加上所有的现场总线都采用冗余双缆设计，长距离还采用了光纤传输，因此可靠性得到了很好的保障。
（四）、可维护性
我厂现场总线方案因为数字化传输，系统诊断、维护、组态能力特别强，有利于及时发现系统的问题并准确定位，及时处理，因此也提高了系统的整体可靠性,运行维护简单方便。
二、经济性比较
下面就以电厂输煤控制系统DCS方案配置，与总线控制方案作对比，其中方案一是总线配置方案，方案二是DCS配置方案。两种方案的电缆数量估算见附表。
以上两方案技术经济比较
智能控制器方案 DCS方案 差价
设 备 名 称 设备数量 投资费用
（万） 设备数量 投资费用
（万）
程控机柜 主机柜1面（包括冗余DPU），网络电源柜1面，设备布置于输煤控制室；网络交换机柜1面 50 主机柜1面（包括冗余DPU），网络电源柜1面，设备布置于输煤控制室；网络交换机柜1面 50 0
现场控制器或I/O柜 区域网络控制器
28台 1.8×28＝50.4 IO柜
1＋4＋3＝8面 卡件每点500元计算，共计1630点0.05×1630＝81.5 86.14
基地式智能控制器
174台 0.76×174＝132.24 IO网络及电源柜
1＋1＋1＝3面 5×3＝15
电缆及相关费用 电缆直接采购费用
22.8 km 按2011年价格水平电气控制电缆综合价1.5万元/km计算，1.5×22.8＝34.2 电缆直接采购费用
123 km 按2011年价格水平电气控制电缆综合价1.5万元/km计算，1.5× 123＝184.5 -150.3
电缆通道费按电缆费用×30%估算 34.2×0.3＝10.26 电缆通道费按电缆费用×30%估算 184.5×0.3＝55.35 -45.09
电缆材料管理费按电缆费用×10%估算 34.2×0.1＝3.42 电缆材料管理费按电缆费用×10%估算 184.5×0.1＝18.45 -15.03
电缆敷设及接线费用按电缆费用×30%估算 34.2×0.3＝10.26 电缆敷设及接线费用按电缆费用×30%估算 184.5×0.3＝55.35 -45.09
土建费用 智能控制器方案因为不需要大尺寸盘柜，需要的盘柜预留位置、转运站防护小间费用都比DCS方案少，因无法精确估算，暂且不计
调试时间 1个半月 3个半月
合计 290.78 460.15 -169.37
结论 方案一比方案二节省投资：169.37万
通过上述对比可以看出，采用总线方案比传统DCS方案至少节约投资150万以上，其综合经济效应是显著的。
三、功能性比较
我厂总线控制方案相对DCS/PLC方案不但在可靠性和经济性上有着明显的优势，更重要的是智能化程度也得到了极大的提升，主要表现在：
（一）、开放式、互操作性、互换性、可集成性即兼容性强
工业级的现场总线是有严格的国际和国家标准的，因此只要是采用了标准的现场总线的产品，都是具有互操作性和互换性的，从而可以将不同厂商的现场总线产品集成在同一个总线控制系统中，结合不同厂家的优点。例如我厂输煤控制系统主控制器采用德国西门子公司S7-412H硬件产品，总线方式为PROFIBUS-DP，西门子总线技术十分成熟可靠，该配置具有极高的可靠性。
（二）、更多的信号采集，消除信息孤岛
DCS/PLC控制系统中，因为IO信号电缆长度较长，为节省信号电缆，经常有部分现场信号不能传送到控制系统中，例如犁煤器的限位开关信号就经常多个信号合并为一个信号上传，虽然节省了电缆，但对设备运行状态的判断是不利的。又如输煤堆取料机由于位置距离远、占地大，属于输煤控制系统监控的盲点，考虑到投入成本，通常情况输煤控制室通过非常简单的“启动”、“停止”命令给输煤堆取料机，输煤堆取料机只反馈“运行”、“故障”等几个状态，很难真实、实时了解其工作详情。
我厂输煤控制现场总线方案，完全将所有的IO信号都采集上传，不存在信息孤岛，IO规模远多于DCS/PLC方案，完全实现了对所有皮带保护信号的精确定位，对输煤堆取料机甚至可以做到在输煤控制室里直接操控。