DCS在電廠電氣監控中的應用

王九欣　郭順

摘 要：在國家經濟的不斷發展推動下，工業生產水平越來越高，工業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中，分散控制系統在火電廠的運用，讓電氣自動化作業的安全性進一步提高，也讓工作人員的工作環境安全性得到了保障。本文就分散控制系統在某火電廠電氣自動化中的應用方面進行深入的探討，讓分散控制系統在火電廠的發展過程中充分發揮作用。

關鍵詞：分散控制系統；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、冶金等各行業中。DSC的可靠性主要體現在：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 電氣自動化實現分散控制的優缺點分析

2.1 火電廠電氣自動化分散控制優點

（1）可靠性高。通過采用分散結構，實現系統功能分散和地理位置分散，有利于提高整個系統的可靠性。能夠將系統危險性進行分散，局部設備發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，當主設備出現故障，后備設備可接替其工作，能夠將系統可利用率進一步提升。（2）實時監測。分散控制系統利用高智能操作員站實現現場監視及操作過程監控，能夠實時監測現場設備狀態和參數變化，有利于對現場設備狀態和操作的遠程實時掌控。（3）維護方便。分散控制系統微處理器均有自動的診斷功能，讓系統實現了自動診斷程序的運行，發現異?，F象時會立即發出警報，并能準確提示異常部位和異常狀態，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）對外界運行環境的嚴格要求分散控制系統的運行中，有一個良好的運行環境是非常重要的，所以必須保持在合格的濕度狀態和恒溫狀態下運行。如果溫度過低就會導致測量儀器在測量信息數據時出現誤差，甚至還有可能產生靜電，從而影響到信息數據的傳輸。濕度過大也會導致電子設備受潮，影響信息數據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分散控制系統中設備的運行與控制，因為電磁場對信息數據的傳輸會帶來很大的負面影響。所以，分散控制系統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設備在運行過程中產生感應電流。同時，在分散控制系統設備運行期間，必須嚴格禁止工作人員使用手機等一切通訊工具。

3 DCS在電廠電氣監控中的應用

以某火力發電廠為例，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?；痣姀S電氣自動化系統的設計采用分層分布分散全微機自動化技術，構建于DCS系統平臺基礎，并將各臺機組DCS系統進行相接，對控制系統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。

該火力發電廠為了更好的利用分散控制系統，將電氣有關設備的自動化控制納入DCS，通過DCS的合理組態，實現電氣開關遠方自動化合閘、分閘及聯鎖等功能，包含汽輪機發變組和廠用電系統的控制。并將單元機組電氣部分與電廠網控部分全部納入DCS系統，取消網控室，將網控系統納入集中控制室進行控制，由NCS（網控自動化控制系統）對升壓站、公用電氣系統進行控制檢測。此時控制系統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電機組上的DCS都可以全廠的公用系統運行狀態進行監控。

該火電廠分散控制系統主要由系統設備、軟件及通信網絡組成。其中：過程控制采用現場控制站，體現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。承擔控制系統設計、組態、調試與維護管理等功能；使用一個高性能、大容量的過程數據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據交換；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、監視、記錄等功能，為過程控制完成控制算法組態、系統維護、系統監視等功能，配置以工業用微機為基礎，結合相應的硬件、軟件設備組成工程師站，其中控制算法組態分為離線和在線組態；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）；設置下層組態工具，使用通用計算機和操作系統和完整的專用組態軟件系統，來作為過程控制應用完成系統監視、軟件組態、系統維護等方面的任務，并且能夠在在線或者離線的工作設備中設置上層組態工具，主要結合現場系統設備組態畫面，包括系統圖、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，系統監控回路指示正確，運行無異狀，電氣設備的控制操作安全、可靠、穩定，邏輯閉鎖功能運行正常，對監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，逐步實現了火電廠的控制一體化，優化了控制系統結構組成，有利于機組穩定運行和維護管理。

4 結語

電氣自動化分散控制系統是一種將顯示技術、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，實現的高可靠性、高性能的計算機控制系統。具有高可靠性、監視性能好、編程容易、系統維護方便等優點。

參考文獻

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