分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用

欧贵臣

摘 要：就目前而言，火电仍然是我国电力行业中最为基础同时也最为重要的发电形式。在不断的发展过程中，火电厂逐渐实现了电气自动化，分散控制系统也因此得到了普及和应用。本文结合分散控制系统的特点和优势，对其在火电厂电气自动化中的应用进行了分析和讨论。

关键词：分散控制系统；火电厂；电气自动化

中图分类号：TM621 文献标识码：A

0.前言

城乡一体化进程的加快，不仅促进了人们生活水平的提高，也使得社会对于电能的需求持续增大，作为我国电力行业主力的火电厂也面临着新的发展形势，应用电气自动化控制系统，实现对于电厂的自动化控制，对于提升电厂管理水平而言非常重要，需要电厂管理人员的重视。分散控制系统的出现，为火电厂的电气自动化提供了新的推动力。

1.分散控制系统简述

分散控制系统，简称DCS，也可以称为集散控制系统或者分布式计算机控制系统，属于一种全新的仪表控制系统。在系统设计中，引入了控制分散、管理集中的基本思想，以多层分级以及合作自治的结构形式，可以实现集中管理以及分散控制功能，在电力、石化、冶金等领域都有着非常广泛的应用。

2.分散控制系统的特点和优势

2.1 分散控制系统的特点

分散控制系统本身具备极强的自主诊断功能，搭配相应的诊断模型组件以及冗余配置，能够实现系统的自主诊断和治理，可靠性和稳定性较好。分散控制系统具有几个非常显著的特点，一是分布性，通过分散控制，可以对系统中可能存在的风险和隐患进行分散，减少其对于系统的威胁，促进设备利用率的提高；二是分级性，通过分级，可以在保障系统不同部分之间相互协调的同时，减少和避免设备冲突问题，可以有效提升设备的利用率及使用寿命；三是开放性，分散控制系统本身具有的开放性，使得用户可以根据自身需求，对系统结构和功能进行调节，使得系统更具适应性；四是互调性通过集中的中央控制系统和数据通信系统，可以实现对于采集站的监视和管控，这也是分散控制系统中最为核心的内容。

2.2 分散控制系统的优势

相比较传统的电气自动化控制系统而言，分散控制系统的优势主要体现在几个方面，一是功能完善，从实际需求出发，分散控制系统集成了操作显示、信息检索、故障报警、数据存储等基本功能，同时还增加了历史记录、操控指导、制表记忆等高级功能，可以满足不同的应用需求；二是操作简单，完善的功能为工作人员开展监测管理工作奠定了良好的基础，只需要做好系统侧的操作，就可以实现对于火电厂生产过程的分析和判断，及时发现并对其中存在的问题进行处理；三是层次分明，分散控制系统实现了与现场设备仪器的相互连接，保证了信息的交换和共享；四是自动调节，系统可以实现对常规仪表进行自动化调节控制，在充分保证调节精度的同时，还可以提升设备的运行效率，减少不必要的能源浪费。

3.分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用

在火电厂电气自动化中，分散控制系统的应用可以保证良好的控制效果，提升火电张运行管理的质量和水平。

3.1 监督控制系统

利用分散控制系统，可以实现对于火电厂正常运行过程中的生产实践活动的监督管理，通过实时在线监测，发现其中存在的问题，排除不合格产品，还可以在此基础上，进一步针对超规超限问题发出告警信息，提醒现场管理人员的注意，保证火电厂的稳定可靠运行。从火电厂自身的角度分析，必须重视监测与管理工作，在监控过程中，依照相关需求，将参数输入到监控系统中，确保监控系统的正常运作。在这个环节，必须保证各项参数的准确性，要求生产活动的实际数值处于参数范围内，才能够保证作业系统的持续运转。

3.2 网络通信系统

在火电厂中，分散控制系统可以结合总线式结构，构建起实时网络通信系统，然后在通信系统中，结合无源无主同轴电缆，利用工业以太网，实现对于各类信息的采集、分析、整理和共享，为火电厂的正常运转提供必要的数据支撑。通过对通信协议的选择和调整，可以视线数据的实时传输，保障了信息传输的及时性、流畅性和高效性。同时，从火电厂电气自动化作业的实际需求分析，还可以构建起相应的非实时通信网络，针对一些实效性要求不高的数据信息进行传递，减少对于通信带宽的占用。

3.3 安全防护系统

安全防护系统的运行效果关系着火电厂的生产安全，其重要性不言而喻。而想要保证安全防护系统的稳定可靠运行，需要实现在系统中输入一系列的条件，要求这些条件必须与具体的安全隐患一一对应。在条件输入到系统后，可以启动系统，发挥出安全防护系统的功能。应该注意，安全防护系统必须与监督控制系统保持同步运行状态，在开展实时在线监控的同时，安全防护系统可以针对火电厂电气自动化系统进行全面的扫描和识别，以保证作业安全。

4.实例分析

4.1 工程实例

以某新建火电厂为例，对分散控制系统在其电气自动化控制中的应用情况进行简单分析。最近几年，伴隨着社会对于电力需求的不断增加，我国的火电事业迎来了新的发展机遇，同时也暴露出许多的问题，如资源浪费严重、工作效率低下等，现有的电气自动化控制系统无法满足电厂发展的实际需求。对此，在新建火电厂的规划建设中，需要立足实际需求，聘请专家技术人员进行分析，利用分散控制系统，进行电气自动化控制系统的设计，以实现集中管理和分散控制，以确保电厂的可持续发展。

4.2 系统设计

立足电厂的实际情况，最终选择分别对两个机组的DCS和NCS进行独立设计，这种设计方式的特点主要体现在：NCS系统由现场控制站、端子柜、操作员站以及扩展继电器柜构成，采用A网+B网的双网控制总线连接，构成分散控制系统，以确保网控部分的相对独立性。考虑到软件系统采用的是开放式系统，可以结合信息网络，将机组的DCS与IP通信协议连接在一起，在OPU上显示DCS和NCS系统，从而保障了数据的共享性。系统供电采用的是两台单元机组共同馈电的方式，可以实现电源的相互切换，这样，即使其中一台机组出现故障或者停机检修，也可以保障NCS系统的正常运行。在DCS系统中，设置有单元机组ECS，该子系统包括了现场控制站、端子柜以及扩展继电器，能够实现对于系统的现场控制和调节。

4.3 运行效果

在设计完成后，经过调试，将系统投入到了电厂的电气自动化控制中。经过近一年的试运行，发现系统正常运行，监视回路显示正确，电气设备的操作控制稳定可靠，逻辑闭锁功能不存在异常，正确率和投入率均达到了100%。同时，对于电气设备控制操作、单元机组在线监测等都达到了预期的要求，将网控系统纳入到DCS系统中的做法，实现了对于火电厂的一体化控制，对电气自动化控制系统的结构进行优化，对其功能进行了丰富和完善，不仅保障了机组的可靠运行，而且为维护检修的工作提供了便利，运行效果良好。

结语

总而言之，将分散控制系统应用到火电厂电气自动化的控制中，可以有效地提升自动化水平，通过集中管理和分散控制的方式，满足了电厂自动化生产的控制要求，为火电厂的持续稳定发展提供了良好的保障。对于电力部门而言，在推进电网建设的同时，应该积极探索电气自动化与分散控制系统的有机结合，加快火电厂电气自动化系统的升级改造速度。

参考文献

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