淺議電氣自動化中的監(jiān)控系統(tǒng)和應(yīng)用

江坤

摘 要：實(shí)踐告訴我們，實(shí)行電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的，電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)越性不言而喻，既可以杜絕大量的人員失誤，又可以節(jié)約無謂的勞動力，還可以提高設(shè)備的準(zhǔn)確運(yùn)行性，實(shí)現(xiàn)電氣化自動監(jiān)控系統(tǒng)的安全性與可靠性，使系統(tǒng)更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：電氣控制；自動化監(jiān)控；運(yùn)行模式

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化已經(jīng)成為了電廠發(fā)展的必然趨勢。通過創(chuàng)建獨(dú)立的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，利用自動化監(jiān)控系統(tǒng)的各種功能能夠?qū)﹄姀S的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，對保證電廠電氣自動化系統(tǒng)健康、穩(wěn)定的運(yùn)行具有非常重要的作用。

1.電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

電廠電氣自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要按照分層（級）分布式的方法進(jìn)行多CPU的體系結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)，每一層均由各不同的設(shè)備以及子系統(tǒng)來組成，通過合理的搭配來實(shí)現(xiàn)各自的功能。從系統(tǒng)整體來說，二次設(shè)備主要可以分為兩層：單元層與站控層。站控層，作用是為單元層之間、監(jiān)控間和各主機(jī)間提供必須的交換信息。而部件又主要分為遠(yuǎn)動工作站、主機(jī)兼操作人員的工作站、工程師維護(hù)、工作站通信站、運(yùn)行工作站。主機(jī)兼操作員站，主要是為了給下層測控單元提供電氣運(yùn)行參數(shù)，并對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，此外還要完成遠(yuǎn)程控制的工作；遠(yuǎn)動工作站，主要是為了遠(yuǎn)程連接遠(yuǎn)動中心和監(jiān)控管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)傳送電廠電氣系統(tǒng)部分運(yùn)行信息與遠(yuǎn)動中心的傳送，同時(shí)接收遠(yuǎn)動中心送來的信息，并實(shí)現(xiàn)定值遠(yuǎn)程管理等功能；運(yùn)行工作站，亦稱操作員工作站，主要是為運(yùn)行人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)控電廠電氣系統(tǒng)的運(yùn)行自動抄表、運(yùn)行工況、小電流接地選線、設(shè)備管理、故障信息管理等高級應(yīng)用軟件；工程師維護(hù)工作站，其作用是給維護(hù)技術(shù)人員進(jìn)行界面、數(shù)據(jù)庫、報(bào)表等的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視維護(hù)和修改維護(hù)等，此外工程師維護(hù)工作站還充當(dāng)培訓(xùn)工作站，對工作人員進(jìn)行仿真培訓(xùn)，并對操作流程進(jìn)行必要的預(yù)演等；通信站是用于連接電廠MIS、DCS、SIS等系統(tǒng)的信息。

2.電氣自動化監(jiān)控體系的功能

電氣自動化綜合監(jiān)控體系ECS主體將分布式控制體系之中涉及的電氣內(nèi)容分離而出，實(shí)施專業(yè)化的管控，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)運(yùn)行階段中對電氣系統(tǒng)的有效測控、科學(xué)保護(hù)與綜合分析。ESC監(jiān)控體系體現(xiàn)的優(yōu)勢功能在于實(shí)現(xiàn)了出口斷路器、相關(guān)隔離控制的有效操作、科學(xué)保護(hù)，控制方式的良好轉(zhuǎn)換，提升了電氣自動化控制水平，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的有效監(jiān)控管理。可科學(xué)控制體系之中相關(guān)自動程序，同時(shí)依據(jù)運(yùn)行服務(wù)現(xiàn)實(shí)狀況及機(jī)械設(shè)備的綜合效能，可進(jìn)行人工間斷點(diǎn)布設(shè)，并分布開展。基于前端智能與現(xiàn)場總線科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與推廣應(yīng)用，令基于網(wǎng)絡(luò)平臺的電氣體系得到了全面發(fā)展。ECS體系不僅同DCS體系進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的有效交換，同時(shí)，還基于模塊接口進(jìn)行后臺電氣監(jiān)控的良好對接，科學(xué)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺共享信息特征優(yōu)勢，令數(shù)據(jù)挖掘逐步深入，并有效提升了電氣自動化體系維護(hù)管理的綜合實(shí)踐水平。

3.電氣自動化的監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式

3.1遠(yuǎn)程監(jiān)控模式

在電廠自動化系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程監(jiān)控模式的應(yīng)用具有組態(tài)靈活、可靠性高、節(jié)省控制面積、降低安裝費(fèi)用、節(jié)省電纜等眾多優(yōu)點(diǎn)。但是，由于這種監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式的通信速度比較慢，而且電廠電氣自動化的通訊需求量比較大，所以，導(dǎo)致這種監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式不適合在整個(gè)電廠自動化系統(tǒng)中使用，只能在電廠的小單元電氣自動化系統(tǒng)中使用。

3.2現(xiàn)場總線監(jiān)控模式

隨著現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)等計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)場總線監(jiān)控模式在社會各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。這種模式在電廠電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢，能夠?yàn)殡姀S電氣自動化控制奠定良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)場總線監(jiān)控模式能夠使電廠電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更有針對性，主要是根據(jù)間隔狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)，不同的間隔具有不同的功能。這種監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式具有遠(yuǎn)程監(jiān)控模式的全部優(yōu)點(diǎn)，還在遠(yuǎn)程監(jiān)控模式的基礎(chǔ)上減少了模擬量卡件、I/O卡件、端子柜和隔離器件等的用量，并且這種模式的電氣設(shè)備能夠采用就地安裝的方式與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信連接。這樣能夠節(jié)省大量的電纜，節(jié)省安裝和維護(hù)的費(fèi)用，降低綜合成本。此外，這種組態(tài)模式具有獨(dú)立的功能，各個(gè)裝置僅需要通過網(wǎng)絡(luò)連接即可。網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)形式靈活，即使某一個(gè)裝置存在問題，也只會影響相對應(yīng)的元件，對其他裝置不會造成影響，顯著地提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此，這種組態(tài)模式是現(xiàn)代電廠電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。

3.3集中模式

集中模式即采用傳統(tǒng)的硬接線模式把強(qiáng)電流信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號，然后將電纜硬接線通過電子模擬量和開關(guān)信號一對一地接入I/O模件柜中，當(dāng)進(jìn)入I/O組態(tài)模式后，就能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化監(jiān)控。這種組態(tài)模式可以分為遠(yuǎn)程I/O接入模式和直接I/O接入模式，遠(yuǎn)程I/O接入模式是在數(shù)據(jù)信息相對集中的原理控制室的電氣設(shè)備現(xiàn)場，創(chuàng)建相應(yīng)的遠(yuǎn)程I/O采集柜，將通信形式和DCS的控制系統(tǒng)與主機(jī)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控；直接I/O接入模式是將電線直接接入凹電子設(shè)備的組屏中，實(shí)現(xiàn)對電廠電氣設(shè)備的自動化監(jiān)控。兩者在本質(zhì)上沒有區(qū)別。集中模式的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為電氣信息的采集形式相對集中，便于管理人員管理，同時(shí)，硬接線的形式成熟、快捷，反應(yīng)速度相對較快，便于在電廠的環(huán)境中運(yùn)行。此外，其缺點(diǎn)是需要的電纜數(shù)量比較多，不便于安裝，并且后期運(yùn)行的維護(hù)工作量也比較大。由于DCS系統(tǒng)采用按點(diǎn)收費(fèi)的方式，在投入運(yùn)行之后需要消耗大量的成本，并且這種模式檢測的電氣信息不完整，沒有獨(dú)立的電氣監(jiān)控主站系統(tǒng)，因此不能在復(fù)雜的電廠電氣自動化系統(tǒng)中使用。

4.結(jié)束語

基于電氣自動化控制模式特征、監(jiān)控體系綜合功能，我們只有科學(xué)引入自動化控制理念、分布式控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系控制技術(shù)，才能全面發(fā)揮電氣自動化監(jiān)控體系綜合管控效能，促進(jìn)其與各類現(xiàn)代化管控技術(shù)的全面融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)未來應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域的健康、持續(xù)與現(xiàn)代化發(fā)展。

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