DCS在電廠電氣監(jiān)控中的應用

王九欣　郭順

摘 要：在國家經濟的不斷發(fā)展推動下，工業(yè)生產水平越來越高，工業(yè)生產量的增加也間接影響了電力需求量的增加，給火電廠的發(fā)展提供了良好的空間。目前，新的技術也不斷的運用在火電廠的電氣自動化作業(yè)中，分散控制系統(tǒng)在火電廠的運用，讓電氣自動化作業(yè)的安全性進一步提高，也讓工作人員的工作環(huán)境安全性得到了保障。本文就分散控制系統(tǒng)在某火電廠電氣自動化中的應用方面進行深入的探討，讓分散控制系統(tǒng)在火電廠的發(fā)展過程中充分發(fā)揮作用。

關鍵詞：分散控制系統(tǒng)；火電廠；電氣自動化；應用分析

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0092-01

1 前言

分散控制系統(tǒng)又被稱之為DCS，主要是通過控制分散、操作和管理集中的設計模式，DSC采用多層分級和合作自治的方式，其最大的特點就是實現(xiàn)集中管理和分散控制。DSC已經被廣泛的運用到電力、石化、冶金等各行業(yè)中。DSC的可靠性主要體現(xiàn)在：首先，高性能的硬件設備和生產工藝。其次，廣泛的冗余技術。最后，軟件上的容錯技術、自動診斷和自動處理技術。

2 電氣自動化實現(xiàn)分散控制的優(yōu)缺點分析

2.1 火電廠電氣自動化分散控制優(yōu)點

（1）可靠性高。通過采用分散結構，實現(xiàn)系統(tǒng)功能分散和地理位置分散，有利于提高整個系統(tǒng)的可靠性。能夠將系統(tǒng)危險性進行分散，局部設備發(fā)生故障的情況下不會對其他部分正常運行產生影響。通過對關鍵設備進行冗余配置，如對控制器、重要電源、重要通信設備等實施冗余配置，當主設備出現(xiàn)故障，后備設備可接替其工作，能夠將系統(tǒng)可利用率進一步提升。（2）實時監(jiān)測。分散控制系統(tǒng)利用高智能操作員站實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)視及操作過程監(jiān)控，能夠實時監(jiān)測現(xiàn)場設備狀態(tài)和參數(shù)變化，有利于對現(xiàn)場設備狀態(tài)和操作的遠程實時掌控。（3）維護方便。分散控制系統(tǒng)微處理器均有自動的診斷功能，讓系統(tǒng)實現(xiàn)了自動診斷程序的運行，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時會立即發(fā)出警報，并能準確提示異常部位和異常狀態(tài)，提醒工作人員及時進行維護，模塊可在線插拔，維護方便快捷。

2.2 火電廠電氣自動化分散控制缺點

（1）對外界運行環(huán)境的嚴格要求分散控制系統(tǒng)的運行中，有一個良好的運行環(huán)境是非常重要的，所以必須保持在合格的濕度狀態(tài)和恒溫狀態(tài)下運行。如果溫度過低就會導致測量儀器在測量信息數(shù)據(jù)時出現(xiàn)誤差，甚至還有可能產生靜電，從而影響到信息數(shù)據(jù)的傳輸。濕度過大也會導致電子設備受潮，影響信息數(shù)據(jù)在測量過程中的準確性。（2）容易受到電磁場的影響。通常我們都是依靠信息平臺來實現(xiàn)分散控制系統(tǒng)中設備的運行與控制，因為電磁場對信息數(shù)據(jù)的傳輸會帶來很大的負面影響。所以，分散控制系統(tǒng)設備在運行中一定要做到有效的屏蔽處理，來保障分散控制系統(tǒng)設備在運行過程中產生感應電流。同時，在分散控制系統(tǒng)設備運行期間，必須嚴格禁止工作人員使用手機等一切通訊工具。

3 DCS在電廠電氣監(jiān)控中的應用

以某火力發(fā)電廠為例，火電廠電氣自動化設備主要分為兩個部分：（1）單元機組電氣方面；（2）電廠網控方面。

如果按照火電廠機爐電一體化控制的設計原則和相關要求，單元機組電氣化和全廠網控，都屬于DCS范疇。火電廠電氣自動化系統(tǒng)的設計采用分層分布分散全微機自動化技術，構建于DCS系統(tǒng)平臺基礎，并將各臺機組DCS系統(tǒng)進行相接，對控制系統(tǒng)平臺進行集中的一體化控制，達到集中管理、分散控制的要求。

該火力發(fā)電廠為了更好的利用分散控制系統(tǒng)，將電氣有關設備的自動化控制納入DCS，通過DCS的合理組態(tài)，實現(xiàn)電氣開關遠方自動化合閘、分閘及聯(lián)鎖等功能，包含汽輪機發(fā)變組和廠用電系統(tǒng)的控制。并將單元機組電氣部分與電廠網控部分全部納入DCS系統(tǒng)，取消網控室，將網控系統(tǒng)納入集中控制室進行控制，由NCS（網控自動化控制系統(tǒng)）對升壓站、公用電氣系統(tǒng)進行控制檢測。此時控制系統(tǒng)主要需要考慮某臺機組停運或故障停運時不能對NCS產生影響，而且還要確保該火電廠多臺發(fā)電機組上的DCS都可以全廠的公用系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控。

該火電廠分散控制系統(tǒng)主要由系統(tǒng)設備、軟件及通信網絡組成。其中：過程控制采用現(xiàn)場控制站，體現(xiàn)出物理位置比較分散、控制功能比較分散的主要硬件設備，比如控制器、I/O模件、端子單元和電源等。承擔控制系統(tǒng)設計、組態(tài)、調試與維護管理等功能；使用一個高性能、大容量的過程數(shù)據(jù)的處理器來作為控制器，通過總線連接I/O子模件，然后使用控制通道完成控制器模件的數(shù)據(jù)交換；使用一個多功能處理器用作通訊；配置以通用計算機為基礎的硬、軟件有機結合的設操作員，在過程中完成操作、監(jiān)視、記錄等功能，為過程控制完成控制算法組態(tài)、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)監(jiān)視等功能，配置以工業(yè)用微機為基礎，結合相應的硬件、軟件設備組成工程師站，其中控制算法組態(tài)分為離線和在線組態(tài)；設置通信網絡，即把PCU、HSI、EWS等連接的硬件設備。包括操作網絡（Onet）、控制網絡（Cnet）、控制通道（CW）、子總線（XB）；設置下層組態(tài)工具，使用通用計算機和操作系統(tǒng)和完整的專用組態(tài)軟件系統(tǒng)，來作為過程控制應用完成系統(tǒng)監(jiān)視、軟件組態(tài)、系統(tǒng)維護等方面的任務，并且能夠在在線或者離線的工作設備中設置上層組態(tài)工具，主要結合現(xiàn)場系統(tǒng)設備組態(tài)畫面，包括系統(tǒng)圖、順序控制圖、變量顯示等。

該火電廠單元機組ECS和網控NCS調試之后逐步投入運行，經運行結果表明，系統(tǒng)監(jiān)控回路指示正確，運行無異狀，電氣設備的控制操作安全、可靠、穩(wěn)定，邏輯閉鎖功能運行正常，對監(jiān)視單元機組與電廠網控電氣設備控制操作、運行情況及保護閉鎖等要求均達標。

該火電廠通過在DCS中融入網控系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)了火電廠的控制一體化，優(yōu)化了控制系統(tǒng)結構組成，有利于機組穩(wěn)定運行和維護管理。

4 結語

電氣自動化分散控制系統(tǒng)是一種將顯示技術、計算機技術、通信技術和控制技術充分結合在一起，將功能分散和地理位置分散的計算機設備連接，實現(xiàn)的高可靠性、高性能的計算機控制系統(tǒng)。具有高可靠性、監(jiān)視性能好、編程容易、系統(tǒng)維護方便等優(yōu)點。

參考文獻

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