芻議火電廠電氣自動化中分散控制系統(tǒng)的應用

馮振龍

摘要：隨著我國工業(yè)生產水平的提高，分散控制系統(tǒng)也得到了廣泛的應用，分散控制系統(tǒng)技術發(fā)展至今已經日益成熟，在火電廠的電氣自動化控制中的應用也愈加完善。本文針對分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應用進行了分析探討。

關鍵詞：分散控制系統(tǒng);火電廠;電氣自動化

引言

分散控制系統(tǒng)又可以稱為DCS，當前其功能性得到不斷加強，并逐漸向雙向進行延伸，往上能夠達到SIS，往下則能夠達到PCS，使得DCS在分擔功能時的實現效果達到最佳。現階段，火電廠電氣自動化中運用到的此種分散控制系統(tǒng)，能夠對自身的功能性以及廣泛性有個很好的運用和體現，意義重大，因此將兩者結合到一起，并充分發(fā)揮兩者的整體優(yōu)勢，獲得的效益可想而知。

1分散控制系統(tǒng)的現狀與發(fā)展

1.1分散控制系統(tǒng)的起源

分散控制系統(tǒng)的應用試點于年在美國出現，這是分散控制系統(tǒng)的開端。隨著社會的不斷進步，各種工業(yè)技術的不斷發(fā)展與更新，分散控制系統(tǒng)經過不斷的改進與完善，通過實踐積累了大量的應用經驗，在人們的不斷探索和研發(fā)過程中開始向著更廣更深的范圍進行擴張。人們不再將分散控制系統(tǒng)局限的應用在鍋爐和汽輪機的熱工監(jiān)視中，使其應用于發(fā)電機組的發(fā)電、配電以及供電等過程得以實現。現在，國內的分散控制系統(tǒng)供應商已經熟悉掌握了這種覆蓋技術的成套使用方法。根據分散控制系統(tǒng)在各項的應用，證明了的該系統(tǒng)是值得信任的，與此同時，更加完善的分散控制系統(tǒng)與分散系統(tǒng)的優(yōu)化對保障機組的正常安全應用具有很大的意義。

1.2分散控制系統(tǒng)的應用

分散控制系統(tǒng)的實際運用價值比較高，功能相對分散、數據可共享、可靠性較高等優(yōu)點讓其在與其他控制技術相比之下有明顯優(yōu)勢，被電廠和變電廠所廣泛接受。我國火電廠使用過的DCS數以百計，至今，使用過的DCS可大概分成3類：多功能控制器型、可編程序控制器基礎型、PC機總線基礎型。我們也不排除今后可能產生其他分散控制系統(tǒng)，比如以現場總線為基礎的控制系統(tǒng)，或者以電廠信息監(jiān)控管理為基礎的控制系統(tǒng)，這也將進一步擴大DCS應用的功能。

1.3分散控制系統(tǒng)的發(fā)展

目前，分散控制系統(tǒng)已經朝著橫向與縱向兩個方向開始了功能的擴展，向上發(fā)展到，向下發(fā)展到，分散控制系統(tǒng)的縱向延伸使現場總線技術出現?，F場總線是具有開放性、數字化、多節(jié)點的一種通信技術，其中包括了智能化的現場設香和系統(tǒng)，可以通過現場的設備與數字量信息的運行中進行交換，來達到雙方之間的控制與共享，從而避免了只能依靠電纜進行單一傳輸的一種弊端。現場技術主要是源于現場模擬儀表的技術缺陷出現的，因為現場模擬技術儀表主要有速度慢，成本高和精準度過低的缺陷，以及與數字技術的計算機控制現狀不相符等使用問題。通過不斷的探索研究與實踐，發(fā)現可以把分散控制系統(tǒng)應用到就地儀表設備中，這樣，能夠更好的控制功能塊的組合。但是由于國際對于這一新生事物沒有統(tǒng)一的標準，因此，在應用上還需要改進與推廣。

2分散控制系統(tǒng)具有的特點

2.1具有相當高的可靠性

在分散控制系統(tǒng)中，常用的理念就是其是一種較為分散的結構，能夠對系統(tǒng)的可靠性提供一定的保障。所謂的分散主要體現在兩方面：①系統(tǒng)功能較為分散;②地理位置較為分散。使用此結構能夠將系統(tǒng)的危險性分散掉，即使設備發(fā)生局部故障也不會影響其他部位的運行，此外，值得注意的是，進行冗余配置的目的在于能夠保障系統(tǒng)更加可靠，因而對控制器、電源以及通信設備等相關設施進行冗余配置的最終目的是，一旦主設備有故障發(fā)生，后備的設備能夠接替其進行工作，從而進一步提升設備的可利用效率。

2.2系統(tǒng)維護方便

分散控制系統(tǒng)的微處理器具有自診斷功能，應用程序在執(zhí)行的時候還可以同時運行自偵段程序，掃描硬件的運行狀態(tài)。發(fā)現異常現象時可以及時發(fā)出警報，對出現異常的部位和異常性質作出提示，并且系統(tǒng)維護的時間比較短，模件是可帶電插拔、接插結構，模件種類少，維護較簡便。

3分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應用分析

要想對火電廠的電氣自動化設備進行劃分時，一般會使用常規(guī)的方法進行劃分，可以將其分為兩部分：①單元機組電氣化分;②電廠網控部分。假使，按照設計機爐電原則和相關要求來看，無論是單元機組電氣化部分，還是全廠網控部分，都要包含在分散控制系統(tǒng)內，基于此，分層分布分散全微機的自動化技術在火電廠電氣自動化設計中的應用，以及在分散控制系統(tǒng)中構建的平臺基礎，并對各臺機組的分散控制系統(tǒng)進行相互連接，最終實現對系統(tǒng)平臺的集中一體化的控制，還與集中管理和分散控制的相關要求保持一致。

某電廠在設計分散控制系統(tǒng)時，同時將單元機組電氣部分與電廠網孔部分包含在內，取消了常規(guī)電廠網的控室，并將控制主要集中到了中央控制室，對升壓站和公用電氣系統(tǒng)檢測控制時則充分利用網控自動化控制系統(tǒng)（簡稱為NCS）。同時還要將控制系統(tǒng)考慮在內，確保其中一號機組停止運行時不會對網控自動化控制系統(tǒng)造成影響，保證二號機組上的分散控制系統(tǒng)能夠檢測到公用系統(tǒng)的運行狀態(tài)。所以，對分散系統(tǒng)進行合理的配置就成為了分散控制系統(tǒng)在納入電氣控制系統(tǒng)后最為重要的一個硬件系統(tǒng)問題。因而，在經過全方面的考慮后，選用一號機組、二號機組分散控制系統(tǒng)和網控自動化控制系統(tǒng)相對獨立設計。而在電廠中，實時通信作是整個分散控制系統(tǒng)的核心所在，其能夠連接多個節(jié)點，這些節(jié)點主要有：操作員站（簡稱OPU）、共層師站（簡稱ENG）、過程控制單元（簡稱DPU）、和歷史數據站（簡稱HSU）等，最終能夠對控制指令、組態(tài)信息以及獲得的實時數據進行高效迅速的傳遞。傳輸的介質一般為電纜，管理則采用太網，CSMA/CD為其傳輸方式，使得網絡通信的實時傳播速率能夠達到每秒10兆。同時在人機接口處形成另外一種通信網，并使用IP通信協(xié)議實現電廠管理信息和各種文件行數據的傳輸，不但使得實時通信網絡更具可靠性，還能夠使其負荷率大大降低。

此火電廠在調試工程的單元機組的電氣控制系統(tǒng)和網控自動化控制系統(tǒng)后，漸漸將其投入運行，運行結果顯示，系統(tǒng)的監(jiān)視回路相關指示都處于正常的狀態(tài)，且運行過程中沒有出現特殊狀況，控制電氣設備的操作可靠穩(wěn)定且邏輯閉鎖功能并無異常情況，獲得了正確率和投入率雙百的效果。對監(jiān)視單元機組與火電廠網孔電氣設備控制操作、運行情況及保護閉鎖等要求均達標，而且將火電廠網孔納入到在分散控制系統(tǒng)中后還實現了火電廠的控制一體化，不斷對火電廠的控制系統(tǒng)結構進行了優(yōu)化，還能夠逐漸完善該系統(tǒng)的功能，從而保證機組的運行更為穩(wěn)定，使得機組的維護工作也更為方便，所以，該項工程實踐具有可行性且意義重大。

結語

隨著分散控制系統(tǒng)技術的不斷完善與成熟，火電廠的電氣自動化水平也會得到很大的提高，從而促進了我國的綜合發(fā)展水平以及推動了電力企業(yè)的發(fā)展，有效的將分散控制系統(tǒng)和火電廠電氣自動化進行結合，有助于更好改進和完善電氣自動化系統(tǒng)，使分散控制系統(tǒng)更好的得到應用。

參考文獻：

[1] 馬國慶.分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應用[J].中國機械，2014（23）：207～208.

[2] 韓璞.自動化技術的發(fā)展及其在火電廠中的應用[J].華北電力大學學報，2009.

（作者單位：冀中能源峰峰集團九龍矸石熱電廠）