火电厂电气自动化中分散控制系统的运用研究

关大祥

摘 要：当前分散控制系统在我国各个领域已经实现广泛应用，能为生产作业安全、高效开展提供保障，将这个系统应用在火电厂电气自动化中，可进一步加强电力生产体系稳定运行。本文主要以分散控制系统在电气自动化中的应用这一课题展开讨论，在对分散控制系统特点及功能有所了解的基础上，具体分析它的应用途径，通过将分散控制系统和电气自动化中的监控系统、安全防护系统结合起来，可进一步提高火电厂电气自动化水平。

关键词：电气自动化;分散控制系统;火电厂

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0160-02

0 前言

随着分散控制系统（DCS）的不断发展，其在火电厂汽轮机和锅炉自动化控制上实现较好应用，可提高电力生产自动化水平，并且DCS应用可靠性及灵活性已经得到广泛认可。对于火电厂电气自动化而言，需要充分利用DCS来达到预期的系统运行目标。要想突出该系统应用价值，要从安全防护系统、通信网络等角度出发，在各部件有效连接下建立起完整的自动化控制系统，确保分散控制系统和电气自动化体系有机结合。

1 分散控制系统特点及优势

1.1 分散控制系统特点

分散控制系统在不断应用实践中改进发展，已经积累较多应用经验，为该系统在工程、科技等领域的推广应用创造有利条件。实践表明，将分散控制系统运用在火电厂生产实践中，能促进生产活动高质量开展，进而提高企业运营效益。以火电厂为例，可实现多个计算机设备的互相连接，有利于扩展生产管理信息共享范围，在保证信息及时性的条件下，确保生产决策合理制定。当前火电厂常见分散控制系统包括PC机总线型、可编程控制器型以及多功能控制器型几种，能适用于不同电力生产体系中[1]。总的来说，分散控制系统体现出高监控性能、高可靠性以及易于维护等优点，能为不同功能设备接入到系统中提供功能接口，有利于火电厂生产管理的统一开展，在提高电力生产效率及质量上有重要意义。

1.2 分散控制系统应用优势

相較于以往电气自动化系统来讲，分散控制系统有着明显优势，主要体现在以下方面：一是操作性强，系统功能的完善，简化了管理人员生产过程监管工作，工作人员只需要进行计算机设备操作，并可掌握电力生产情况并进行优化调整。二是功能多样化，分散控制系统具有信息检索、数据存储、操作显示和故障报警等基础功能，并在这个基础上新增了操作指导、数据记录等功能，可满足火电厂生产需要，确保该系统应用价值的实现。三是层次分明，利用分散控制系统，可将施工现场中的多个计算机设备联系起来，使得信息能在整个生产管理系统中流通，从而在信息及时供应下提高管理效率。

2 分散控制系统功能的实现

2.1 NCS功能

NCS是一个独立系统，包含的控制回路与监测点数不多，在建立电力生产运行系统时，需要注重该系统的设计。在对NCS系统功能进行分析时，发现主要体现在以下方面：一是数据收集及处理功能。该系统能连续收集生产过程中产生的电流、电压、频率及开关状态等参数信息，以及异常情况和运行操作等信息，之后在通信网络媒介作用下，将信息传输给工作人员。二是画面显示功能。在NCS系统运行中，会将监控系统收集到的画面呈现出来，包括220kV一次接线图、备用变压器、直流系统图、主要设备等，能使得监控人员直观掌握生产情况和电气设备运作情况，确保整个生产过程在严格的监控下。三是数据记录功能，是指对电力生产过程中的数据进行存储，同时能完成数据记录。在得到数据信息的情况下，可实现报表打印、操作记录打印及事故追忆打印等功能。四是数据通行功能。通过分散控制系统将生产中的重要信息互相交换，如设备运行状态以及设施监测等信息，可满足系统设计要求。

2.2 ECS功能

单元机组ECS是分散控制系统中的一个子系统。对于控制系统来讲，主要包括端子柜、现场控制站、继电器柜等组成部分，能做到对电气自动化系统运行实际的控制。另外，监视系统作用下，可得到单元接线图、直流系统图、电气设备一览、变压器和电气运行参数等画面，从而发挥系统功能，为火电厂电气自动化管理工作的开展提供依据。ECS功能与NCS较为类似，主要进行单元机组各设施的运行数据采集、处理、数据记录以及和数据通信等，在这些功能实现下，可加大对电气设备可靠运行的保护[2]。

2.3 分散控制系统和电气专用装置连接起来

可将分散控制系统和继电保护装置连接起来，实现两者间的数据传输，以便确保控制行为的规范化，要求分散控制系统满足继电保护装置的通信要求。通常将装置保护动作的和输出接点口连接到分散控制系统，将继电保护装置输出信号存储在分散控制系统数据库中，再次得到保护装置运行画面。另外，还需要将分散控制系统和励磁调节器连接起来，以便在分散控制系统作用下，进行励磁调节器操作，使其能适应电气自动化系统运行需求。在上述操作下，可充分发挥分散控制系统功能，加大该系统和其他功能系统的联系，从而加大对电力生产安全保护。

3 火电厂电气自动化中分散控制系统的应用

3.1 网络通信系统

火电厂电气自动化中分散控制系统的应用，势必会进行各类信息交流，在信息有效共享下发挥系统功能，因此，对通信网络提出了更高要求，需要在通信系统完善构建下，发挥其信息传输载体作用。在整个生产控制系统中，通信网络占据重要地位，只有加强通信网络系统建设的条件下，才能实现资料和生产数据实时传递，为工作人员提供准确的生产信息，从而做到对生产系统运行中突发情况的有效应对。分散控制系统对应的通信网络通常选择总线式结构形式，提供多种信息传输渠道，可为管理工作开展提供针对性信息资源。在这个结构形式下，利用同轴电缆为传输媒介，在以太网环境下实施信息管理，可充分发挥通信网络信息传输功能，达到资源共享和通信效率提高的目的。

除了上述网络通信系统构建方式外，还可建立非实时通信系统，用来传输一一些没有实时传递要求的数据信息，从而为大量数据提供多条传输通道，可减少实时网络通信系统运行压力，从而延长系统运行时间，保证数据传输准确性，有助于整个通信网络传输效率及质量的提高。并且将不同类型信息分离开来，能提高信息分析准确性，以免造成指令错误的问题。对于火电厂来讲，要结合上述两种信息传输载体，进而得到预期的通信系统运行效果，加快信息传输并为能源配置提供依据，确保能源供应合理化。

3.2 监督控制系统

将分散控制系统应用在火电厂电气自动化中，可提高系统监督控制功能，从而做到对电力生产情况的有效监管。监督控制功能的实现，对生产安全和生产效率有一定影响，在监控系统作用下，及时排除生产中不合格的产品，以免造成生产效能低下[3]。对于火电厂来讲，可在分散控制技术应用下提高系统监督功能，以便在生产实践过程中發挥监控作用，是生产目标实现的保障。因此，在分析电子自动化中分散控制系统运用时，有必要注重其监控功能，以便发挥分散控制系统应用价值。在信息技术应用下，工作人员可远距离监控生产现场，改进了原有工作模式，使得操作人员能直观掌握生产数据，进而根据数据提供的生产信息实施相关管理操作。例如，在电力生产实际中，要在生产活动开始前设置相关参数，确保系统在设定的参数范围内下发生动作。当生产过程中数值超过标准范围时，系统将发出警报信号，自动化系统自行切断故障线路并进行简单维修。从这个角度来看，分散控制系统监控功能的实现，对工业生产全过程的顺利开展有重要意义，有利于生产操作规范化，尽可能降低生产中的安全风险。

以火电厂为例，其主要提供人们日常生活中的重要能源，因此，需要加大对生产过程的控制，确保能源稳定供应，可借助监控系统来保障生产可靠性。分散控制系统下，监控系统能接收来自不同环节的数据信息，从而做到生产监管全面开展，当某个环节出现故障时，则监控系统能及时判断故障位置并发出信号，使得维修人员及时开展维护工作。具体来说，监督控制系统在保障电力生产可靠方面有重要意义，要求管理人员从生产实际出发，适当引进分散控制系统，不仅能提高系统监控功能，还能实现监控范围的拓展，进而对整个生产过程进行监管，可加大对生产环节的控制。

3.3 安全防护系统

除了上述运行系统外，还需要注重分散控制系统下安全防护系统功能的实现，在保证安全防护系统运行效果的基础上，为火电厂生产可靠性提供保障。企业管理者应意识到安全防护系统重要性，利用分散控制技术来实现安全防护工作全面开展，真正达到安全生产的目的[4]。实际建立安全防护系统时，要结合生产中典型的安全事项，合理设置系统内各项参数，在参数设定和系统安全隐患分别对应的条件下，可保证安全防护系统运行效能的实现。当完成条件输入后，可启动安全防护系统，进而在系统功能正常发挥下，保障生产流程顺利进行。

需要注意的是，安全防护系统和监控系统应是协调运行的，监控系统主要是识别生产过程中的故障问题，而安全防护系统主要是进行电气自动化系统的全面识别，在保障生产效益方面有重要意义。以某一火电厂为例，在进行火电厂规划建设时，结合生产实际需求，将分散控制系统运用到生产系统中，以便实现集中管理及分散控制。该火电厂分别对NCS和DCS进行针对性设计，将分散控制系统和网址通信协议连接起来，在两个系统作用下实现数据有效共享。在系统供电方面，主要采用两台机组共同作业的方式，当一台供电装置出现故障问题后，可保证生产系统正常运行。在分散控制系统中，还设计了机组ECS，可提高系统现场控制功能。在对上述系统运行功能进行分析时，可发现该系统在电力自动化中的使用，能保障电气设施正常作业，以及监控工作顺利开展，表明分散控制系统在电气自动化中有较高应用价值。

4 结语

综上所述，分散控制系统在电气自动化中的运用是必然趋势，可在分散控制系统作用下，提高电力生产自动化水平，保障生产稳定性。因此，电力企业要做到对DCS系统运用情况的充分掌握，能结合自身生产实际情况，尽可能加大分散控制技术在生产体系中的应用。通过利用DCS系统，将不同位置的计算机设备连接起来，能得到一个全方位的控制系统，具有可靠性高、性能好等优点，可为在火电厂电力生产效益的实现奠定基础。

参考文献

[1] 李彩芬.刍议火电厂电气自动化中分散控制系统的应用[J].山东工业技术，2018（18）：152.

[2] 孙浩植.试分析火电厂电气自动化中分散控制系统的运用[J].科技风，2017（23）：180.

[3] 欧贵臣.分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用[J].中国新技术新产品，2017（05）：18-19.

[4] 李寒冰.试分析火电厂电气自动化中分散控制系统的运用[J].电脑迷，2016（12）：131+134.