火電廠電氣自動(dòng)化中分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用

婁宗清（呼和浩特?zé)犭姀S，呼和浩特 010030）

火電廠電氣自動(dòng)化中分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用

婁宗清
（呼和浩特?zé)犭姀S，呼和浩特 010030）

火電廠作為我國最傳統(tǒng)發(fā)電形式，在今天電力產(chǎn)業(yè)中依舊占有十分重要的地位。伴隨火電廠電氣自動(dòng)化的不斷應(yīng)用發(fā)展，分散控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。本文圍繞分散控制系統(tǒng)，在對(duì)該系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)分析后，對(duì)其在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探討，目的在于為火電廠電氣自動(dòng)化水平進(jìn)一步提升積累資料、提供參考。

分散控制系統(tǒng)；火電廠；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用

0　引言

與現(xiàn)代以風(fēng)能、水等新型能源發(fā)電為主的電力企業(yè)相比，火電廠在很多方面都處于弱勢地位，雖然應(yīng)用了電氣自動(dòng)化技術(shù)，在一定程度上縮短了與現(xiàn)代電廠之間的距離，但整體而言火電廠電氣自動(dòng)化水平還較低。分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，可以有效提高電廠自動(dòng)化作業(yè)水平，對(duì)促進(jìn)火電廠可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1　分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

分散控制系統(tǒng)（DCS），自1985年誕生至今，經(jīng)過30多年的發(fā)展，經(jīng)過不斷的改進(jìn)實(shí)踐，目前已積累了較多的經(jīng)驗(yàn)，分散控制系統(tǒng)已發(fā)展的較為成熟，逐漸在電力領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。實(shí)踐應(yīng)用表明，分散控制系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值較高，可以較好的滿足電廠生產(chǎn)需求［1］。以火電廠為例，其控制優(yōu)勢明顯，實(shí)現(xiàn)了火電廠的數(shù)據(jù)共享。最新分散控制系統(tǒng)主要有三類，分別為可編程控制器基礎(chǔ)型、多功能控制器基礎(chǔ)型和PC機(jī)總線基礎(chǔ)型。分散控制系統(tǒng)具有的主要特點(diǎn)包括高擴(kuò)展性、高可靠性、高監(jiān)視性能、功能相對(duì)分散、數(shù)據(jù)共享以及易于編程和維護(hù)等。分散控制系統(tǒng)一般多采用遞階數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)構(gòu)成靈活，通信分層化，設(shè)備接口模塊化，硬件集成化，具有良好的可擴(kuò)展性。分散控制系統(tǒng)以分散結(jié)構(gòu)理論作為支撐，功能與位置相對(duì)分散，可以分散系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，避免某一設(shè)備故障對(duì)其他部分造成影響，當(dāng)某一部分發(fā)生故障時(shí)，由于系統(tǒng)各部分之間相對(duì)獨(dú)立，因而不會(huì)對(duì)其他部分造成影響，且對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備還可以設(shè)置冗余備份，這些都為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障，大大提高了分散控制系統(tǒng)的可靠性［2］。基于分散控制平臺(tái)所開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面，且操作站實(shí)現(xiàn)了智能化運(yùn)作，操作人員可以對(duì)現(xiàn)場情況與生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與遠(yuǎn)程操控，監(jiān)測性能良好。

2　分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電廠生產(chǎn)控制的自動(dòng)化，推動(dòng)了火電廠的快速改革發(fā)展，而分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用可以為電氣自動(dòng)化提供綜合自動(dòng)化技術(shù)，可以進(jìn)一步提高火電廠的自動(dòng)化水平，使火電廠原有電氣自動(dòng)化系統(tǒng)功能得到延伸與拓展，大大提高火電廠綜合控制功能。分層分布分散全微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)是分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的一個(gè)典型應(yīng)用，是基于分散控制系統(tǒng)平臺(tái)之上開發(fā)而成的［3］。該系統(tǒng)將各臺(tái)機(jī)組、各種終端設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)，使用IP通信協(xié)議進(jìn)行互接互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的一體化運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火電廠中生產(chǎn)設(shè)備的一體化、自動(dòng)化、集成化控制，很好的滿足了火電廠分散控制、集中管理的運(yùn)營要求。

以某一火電廠為例，該火電廠在設(shè)計(jì)分層分布分散全微機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，將系統(tǒng)控制主要集中于中央控制室，取消常規(guī)控室，將電氣自動(dòng)化部分、控制部分與網(wǎng)孔部分納入到系統(tǒng)當(dāng)中。這樣，對(duì)于公用電氣系統(tǒng)的檢測控制和對(duì)升壓站的檢測控制就可以通過網(wǎng)控自動(dòng)化系統(tǒng)來完成。分層分散自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過對(duì)控制模塊的充分考慮，為了保證機(jī)組持續(xù)正常穩(wěn)定運(yùn)行，保證不會(huì)因機(jī)組停運(yùn)而給網(wǎng)控自動(dòng)化控制系統(tǒng)造成影響，決定設(shè)置兩組機(jī)組［4］。當(dāng)一號(hào)機(jī)組停運(yùn)時(shí)，二號(hào)機(jī)組可以正常運(yùn)行，其上的分散控制系統(tǒng)可以正常對(duì)公用電氣系統(tǒng)、升壓站等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，從而為火電廠電能的正常生產(chǎn)輸送提供有力保障。

需注意，由于分散控制系統(tǒng)配置合理與否直接關(guān)系著其本身效能的發(fā)揮和整個(gè)電廠電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，因而必須要對(duì)分散控制系統(tǒng)進(jìn)行合理的配置。綜合各方面考慮，該火電廠決定將一、二號(hào)機(jī)組分散控制系統(tǒng)及網(wǎng)控自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用相對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)方式，對(duì)兩機(jī)組中的分散控制系統(tǒng)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理分配，保證實(shí)時(shí)通信功能正常發(fā)揮。這些節(jié)點(diǎn)主要有過程控制單元、操作站、歷史數(shù)據(jù)站等。經(jīng)獨(dú)立設(shè)計(jì)調(diào)試運(yùn)行后證明，這種設(shè)計(jì)方式可以較好保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高效傳輸，組態(tài)信息、監(jiān)控所得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及各種控制指令、信號(hào)等都可以及時(shí)傳輸至目的終端［5］。分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，除了實(shí)現(xiàn)電廠系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)通信外，還能夠大大提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男逝c可靠性，且實(shí)踐應(yīng)用效果進(jìn)一步證明，火電廠電氣自動(dòng)化引入分散控制系統(tǒng)，為電廠的一體化、集中化管理，設(shè)備分散控制，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測等的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐與可能，是火電廠維持自身發(fā)展，提高自身自動(dòng)化水平所做出的一項(xiàng)重要舉措，對(duì)火電廠生產(chǎn)管理模式改革具有重要實(shí)踐指導(dǎo)意義。

3　總結(jié)

綜上所述，分散控制系統(tǒng)本身具有諸多優(yōu)勢特點(diǎn)，且發(fā)展不斷趨于成熟，目前在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用基本能夠滿足電廠自動(dòng)化生產(chǎn)控制要求，在推動(dòng)火電廠自動(dòng)化水平不斷提升、促進(jìn)火電廠快速發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用。我國在加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，應(yīng)積極將電氣自動(dòng)化與分散控制系統(tǒng)有效融合，以加快火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)改造升級(jí)。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.146