DCS在电厂电气监控中的应用

王九欣　郭顺

摘 要：在国家经济的不断发展推动下，工业生产水平越来越高，工业生产量的增加也间接影响了电力需求量的增加，给火电厂的发展提供了良好的空间。目前，新的技术也不断的运用在火电厂的电气自动化作业中，分散控制系统在火电厂的运用，让电气自动化作业的安全性进一步提高，也让工作人员的工作环境安全性得到了保障。本文就分散控制系统在某火电厂电气自动化中的应用方面进行深入的探讨，让分散控制系统在火电厂的发展过程中充分发挥作用。

关键词：分散控制系统；火电厂；电气自动化；应用分析

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0092-01

1 前言

分散控制系统又被称之为DCS，主要是通过控制分散、操作和管理集中的设计模式，DSC采用多层分级和合作自治的方式，其最大的特点就是实现集中管理和分散控制。DSC已经被广泛的运用到电力、石化、冶金等各行业中。DSC的可靠性主要体现在：首先，高性能的硬件设备和生产工艺。其次，广泛的冗余技术。最后，软件上的容错技术、自动诊断和自动处理技术。

2 电气自动化实现分散控制的优缺点分析

2.1 火电厂电气自动化分散控制优点

（1）可靠性高。通过采用分散结构，实现系统功能分散和地理位置分散，有利于提高整个系统的可靠性。能够将系统危险性进行分散，局部设备发生故障的情况下不会对其他部分正常运行产生影响。通过对关键设备进行冗余配置，如对控制器、重要电源、重要通信设备等实施冗余配置，当主设备出现故障，后备设备可接替其工作，能够将系统可利用率进一步提升。（2）实时监测。分散控制系统利用高智能操作员站实现现场监视及操作过程监控，能够实时监测现场设备状态和参数变化，有利于对现场设备状态和操作的远程实时掌控。（3）维护方便。分散控制系统微处理器均有自动的诊断功能，让系统实现了自动诊断程序的运行，发现异常现象时会立即发出警报，并能准确提示异常部位和异常状态，提醒工作人员及时进行维护，模块可在线插拔，维护方便快捷。

2.2 火电厂电气自动化分散控制缺点

（1）对外界运行环境的严格要求分散控制系统的运行中，有一个良好的运行环境是非常重要的，所以必须保持在合格的湿度状态和恒温状态下运行。如果温度过低就会导致测量仪器在测量信息数据时出现误差，甚至还有可能产生静电，从而影响到信息数据的传输。湿度过大也会导致电子设备受潮，影响信息数据在测量过程中的准確性。（2）容易受到电磁场的影响。通常我们都是依靠信息平台来实现分散控制系统中设备的运行与控制，因为电磁场对信息数据的传输会带来很大的负面影响。所以，分散控制系统设备在运行中一定要做到有效的屏蔽处理，来保障分散控制系统设备在运行过程中产生感应电流。同时，在分散控制系统设备运行期间，必须严格禁止工作人员使用手机等一切通讯工具。

3 DCS在电厂电气监控中的应用

以某火力发电厂为例，火电厂电气自动化设备主要分为两个部分：（1）单元机组电气方面；（2）电厂网控方面。

如果按照火电厂机炉电一体化控制的设计原则和相关要求，单元机组电气化和全厂网控，都属于DCS范畴。火电厂电气自动化系统的设计采用分层分布分散全微机自动化技术，构建于DCS系统平台基础，并将各台机组DCS系统进行相接，对控制系统平台进行集中的一体化控制，达到集中管理、分散控制的要求。

该火力发电厂为了更好的利用分散控制系统，将电气有关设备的自动化控制纳入DCS，通过DCS的合理组态，实现电气开关远方自动化合闸、分闸及联锁等功能，包含汽轮机发变组和厂用电系统的控制。并将单元机组电气部分与电厂网控部分全部纳入DCS系统，取消网控室，将网控系统纳入集中控制室进行控制，由NCS（网控自动化控制系统）对升压站、公用电气系统进行控制检测。此时控制系统主要需要考虑某台机组停运或故障停运时不能对NCS产生影响，而且还要确保该火电厂多台发电机组上的DCS都可以全厂的公用系统运行状态进行监控。

该火电厂分散控制系统主要由系统设备、软件及通信网络组成。其中：过程控制采用现场控制站，体现出物理位置比较分散、控制功能比较分散的主要硬件设备，比如控制器、I/O模件、端子单元和电源等。承担控制系统设计、组态、调试与维护管理等功能；使用一个高性能、大容量的过程数据的处理器来作为控制器，通过总线连接I/O子模件，然后使用控制通道完成控制器模件的数据交换；使用一个多功能处理器用作通讯；配置以通用计算机为基础的硬、软件有机结合的设操作员，在过程中完成操作、监视、记录等功能，为过程控制完成控制算法组态、系统维护、系统监视等功能，配置以工业用微机为基础，结合相应的硬件、软件设备组成工程师站，其中控制算法组态分为离线和在线组态；设置通信网络，即把PCU、HSI、EWS等连接的硬件设备。包括操作网络（Onet）、控制网络（Cnet）、控制通道（CW）、子总线（XB）；设置下层组态工具，使用通用计算机和操作系统和完整的专用组态软件系统，来作为过程控制应用完成系统监视、软件组态、系统维护等方面的任务，并且能够在在线或者离线的工作设备中设置上层组态工具，主要结合现场系统设备组态画面，包括系统图、顺序控制图、变量显示等。

该火电厂单元机组ECS和网控NCS调试之后逐步投入运行，经运行结果表明，系统监控回路指示正确，运行无异状，电气设备的控制操作安全、可靠、稳定，逻辑闭锁功能运行正常，对监视单元机组与电厂网控电气设备控制操作、运行情况及保护闭锁等要求均达标。

该火电厂通过在DCS中融入网控系统，逐步实现了火电厂的控制一体化，优化了控制系统结构组成，有利于机组稳定运行和维护管理。

4 结语

电气自动化分散控制系统是一种将显示技术、计算机技术、通信技术和控制技术充分结合在一起，将功能分散和地理位置分散的计算机设备连接，实现的高可靠性、高性能的计算机控制系统。具有高可靠性、监视性能好、编程容易、系统维护方便等优点。

参考文献

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[2]江丹.浅析分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用[J].无线互联科技，2015，（21）：81.

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