計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)與功能

文/沈辰楠 馬文新 李夢(mèng)培 潘艷艷

自上世紀(jì)80年代末以來(lái)，我國(guó)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的逐步成熟，電氣應(yīng)用的工作效率得到了提升，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)已被越來(lái)越多大型設(shè)備電網(wǎng)設(shè)備公司所認(rèn)可，這主要利益于計(jì)算機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用。目前，大多數(shù)中國(guó)的大中型電站和新電站熱衷于在計(jì)算機(jī)電氣自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備中加大投資，說(shuō)明我國(guó)的自動(dòng)化系統(tǒng)已進(jìn)入成熟發(fā)展階段。

1 電氣監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

1.1 通信數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀情況

在電氣工程項(xiàng)目中，通信接口不準(zhǔn)確的情況偶爾也會(huì)出現(xiàn)，通信設(shè)施缺少一定的通信可靠性，在實(shí)時(shí)性方面也存在著一些局限性，上述情況通常表現(xiàn)在以下地方：

（1）有許多ECS節(jié)點(diǎn)較多，分散性大，許多施工單位通常是分階段進(jìn)行的，這極大的增加了系統(tǒng)的維護(hù)成本與售后服務(wù)成本。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)框架的可發(fā)展空間有較高的標(biāo)準(zhǔn)；

（2）硬接線方法和通信方法得到不斷的優(yōu)化與完善。

1.2 ECS接口的現(xiàn)狀情況

目前，我國(guó)大部分的DCS硬件都是進(jìn)口設(shè)備，但在一定程度上進(jìn)口DCS通信的開(kāi)放性限制造成了ECS與DCS之間的接口的一些問(wèn)題，并且在以下兩個(gè)地方表現(xiàn)：一方面是指在正常情況下，DCS系統(tǒng)是更側(cè)重于機(jī)爐控制，這是由于電氣自動(dòng)化的控制受到了技術(shù)限制，因此它不能接受大量的來(lái)源于ECS數(shù)據(jù)；另一個(gè)方面是DCS系統(tǒng)的掃描周期相對(duì)快約為200MS，然而通訊周期，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，信息量的多少對(duì)通信的實(shí)時(shí)性都有一定的影響，于是ECS通信速率是不穩(wěn)定的。

1.3 電氣聯(lián)鎖的現(xiàn)狀情況

當(dāng)操作運(yùn)行時(shí)，會(huì)涉及許多聯(lián)鎖回路的情形。雖然支撐聯(lián)鎖反應(yīng)的原理比較簡(jiǎn)單，但是因?yàn)橛?jì)算機(jī)控制下的電氣本身的操作是復(fù)雜的，并且通信狀態(tài)不是特別穩(wěn)定，這可能導(dǎo)致通信中斷的問(wèn)題，導(dǎo)致聯(lián)鎖的故障。因此，在選擇通訊聯(lián)鎖的過(guò)程中，它們大多是“硬連線”模式。

1.4 系統(tǒng)接入的現(xiàn)狀情況

電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)還沒(méi)有明確的國(guó)家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義與參考。在市場(chǎng)的發(fā)展過(guò)程中存在著一些問(wèn)題，這不利于電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，這對(duì)計(jì)算機(jī)電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用有一定的影響。

2 計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

應(yīng)用計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)這樣的優(yōu)點(diǎn)：

（1）應(yīng)用計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，能夠讓硬接線信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，變成計(jì)算機(jī)應(yīng)用處理數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)量比較大，通訊方式靈活，可以讓電氣維護(hù)工作人員進(jìn)行電腦前的管理與檢查，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的詳細(xì)運(yùn)行情況；

（2）電氣設(shè)備的二次保護(hù)與運(yùn)行測(cè)控工作，需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)，這樣能夠做到分層布控，保護(hù)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行；

（3）電氣系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理功能，可減少DCS硬件的維護(hù)與保養(yǎng)，減少其運(yùn)行負(fù)擔(dān)；

（4）應(yīng)用計(jì)算機(jī)電氣控制系統(tǒng)，可讓電氣系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，減少人工人力支出，可有效地實(shí)現(xiàn)電氣信息化、自動(dòng)化，提高了管理效率。

當(dāng)然，其實(shí)現(xiàn)還需要相關(guān)功能的支持，以下將進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的人機(jī)接口

計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)提供強(qiáng)大的、簡(jiǎn)潔的圖形系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以顯示各種形式，例如圖形圖像、曲線、趨勢(shì)圖等，計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)支持圖像漫游，無(wú)級(jí)變倍等的系統(tǒng)信息，并實(shí)現(xiàn)CRT圖像任意的窗戶的硬拷貝功能。并支持實(shí)時(shí)報(bào)警在線打印以及圖形在線打印。運(yùn)行人員可通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤選擇和召喚畫面顯示，可同時(shí)顯示多幅畫面。

2.2 計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理

計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)定期收集諸如實(shí)時(shí)模擬量、狀態(tài)量（開(kāi)關(guān)量）、脈沖數(shù)量（電氣測(cè)量）等信息，這些數(shù)據(jù)由每個(gè)LCU收集，如發(fā)電機(jī)、計(jì)算機(jī)公共控制系統(tǒng)、升壓站，由調(diào)度中心自動(dòng)接收或發(fā)出信息，可供查詢或調(diào)整指令控制。自動(dòng)接收其他系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)等）以及其他自動(dòng)化裝置（諸如勵(lì)磁、調(diào)速器等）的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)預(yù)處理講究合法性，需要進(jìn)行合理性的判斷，通過(guò)軟件濾波，輸入誤差補(bǔ)償、縮放、轉(zhuǎn)換等，進(jìn)行數(shù)據(jù)還原或格式化開(kāi)入量還包括輸入硬件防抖濾波和軟件抗干擾濾波。如圖1所示。

2.3 計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)的事件與報(bào)警處理功能

圖1：計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)

報(bào)警處理分為事故報(bào)警和警告報(bào)警模式。前者包括斷路器跳閘而造成非操作保護(hù)裝置動(dòng)作的信號(hào)。后者包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量越限/復(fù)限、計(jì)算機(jī)站控系統(tǒng)的各個(gè)部件、間隔層單元的狀態(tài)異常等。報(bào)警信息包括設(shè)備名稱、設(shè)備異常狀態(tài)、報(bào)警發(fā)生時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒）。報(bào)警輸出支持音響和語(yǔ)音，可由用戶靈活設(shè)置，同時(shí)啟動(dòng)事件打印輸出功能。

2.4 計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)自診斷自恢復(fù)功能

計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)具有自診斷功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件的穩(wěn)定運(yùn)行。如果關(guān)鍵進(jìn)程遇到阻力或終止某種原因，系統(tǒng)的自我恢復(fù)功能可以阻止失控和死鎖的相關(guān)程序，并自動(dòng)返回到原來(lái)的正常狀態(tài)。

3 總結(jié)

目前，大、中型供電企業(yè)紛紛采取節(jié)能經(jīng)濟(jì)行動(dòng)，作為他們創(chuàng)造更大的利潤(rùn)的手段。許多電力企業(yè)已經(jīng)投資建設(shè)或改造全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)發(fā)電的自動(dòng)化控制，這得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這也取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，優(yōu)化計(jì)算機(jī)電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以提高大型企業(yè)的電機(jī)組的負(fù)荷分配水平，從而保證了電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)的安全性和綜合效益。