DCS在电气控制系统中的应用分析

发表时间:2020/4/21   来源:《基层建设》2020年第1期   作者:丁一鹤1 孙静静2
[导读] 摘要:新时期,在社会的发展进程中,科技水平的进步体现在人们工作与生活的方方面面。
        1.浙江中控技术股份有限公司  浙江杭州  310052;2.杭州德联科技股份有限公司  浙江杭州  310052
        摘要:新时期,在社会的发展进程中,科技水平的进步体现在人们工作与生活的方方面面。而其中智能化技术的出现,更是从根本上改变了人们的生活。在其应用范围不断扩大的过程中,也实现了对电气自动化的智能控制,DCS系统的应用就是最好的例证。为了更好的对其应用进行分析,必须对DCS系统的概念有更明确的认识。
        关键词:发电厂;电气控制;DCS应用
        引言
        进入信息时代之后,计算机技术同各行各业都构建起了密切的联系,可以说行业的发展和进步,离不开计算机技术的应用。不同的行业领域,在对信息技术的应用程度以及应用方式是不同的,就电力行业来说,很多计算机技术都开始在电力企业之中应用开来,其中DCS系统作为电气控制系统中的一个重要组成,对于电厂工作的开展起到重要的作用。
        1 DCS控制系统概述
        DCS是一种控制系统,主要通过计算机技术以及其他专业化的操作来实现对企业生产全过程中监控和管理,这种控制系统可以实现对象的分散控制。具体来说DCS系统是一种既集中有分散的信息控制系统,它不同于一般的集中控制,也区别于简单的分散控制,而是通过对系统信号的分析处理实现的信息系统,不仅可以集中控制系统,还可以对个别设备进行分散控制,最终实现分级管理,动态控制。
        2 DCS系统的应用目的
        随着新建容量 300MW 及以上的火电机组都能够实现联网,并且利用主从工作的方式,保证了范围不等的现场监控站也能够利用 DCS 系统进行实时的检测信息传输。硬接线与现场总线连接方式能够有效的将 DCS 系统引入到发电厂电气控制系统之中,并且极大的改变了电气系统接入方式,对于电气系统的电压、功率、电量等内容的监控也会造成很大的影响,而且在实际应用的过程中也会存在很多方面的困难与不足需要改变。从发电厂角度来讲,应当使日常工作的展开与时代发展保持同步,并且不断的将电气技术系统进行更新升级,以此实现运行过程中的稳定性和完善性,使电气系统的正常运行得到保障。其中,对于DCS系统的应用目的主要有以下几点。第一,可以提高发电厂电气系统的稳定性,使系统的运行过程更加可靠。在具体的运行中,可以利用DCS系统实现原有系统的改造升级,提高整个系统的安全稳定性,并要求工作人员在终端操作中的繁琐环节,通过智能化方式完成对整个系统的控制。第二,从发电厂的角度出发,电气系统的操作具有一定的复杂性,使工作效率大打折扣。在DCS系统中,加强了计算机智能控制的范围,在整体控制的操作下,完成了集控运行的操作目标。通过DCS系统,将原有系统中的操作集中起来,实现了系统化管理,使工作人员的工作量明显降低,只需要在电脑前就可以完成对所有项目的有效操作。第三,DCS系统是实现电厂电气自动化操作的有效途径,在其提供的监控方法中,可以有效地提高对电气系统各个环节运行的监督、控制水平。因此,电厂的科学化、效率化生产过程离不开DCS系统对整体运行的技术支撑,是提高电厂运行、管理等综合能力的强有力保障。
        3 发电厂电气DCS系统电气应用
        3.1 发电厂电气DCS系统控制部分
        发电厂电气DCS系统主要的功能就是针对发电厂各个电气设备的运行状况进行实时监控,并且针对运行状态进行集中处理,通常采用分布式结构运行。发电厂电气DCS系统控制部分是整个系统的关键,所以该部分通常安装在发电厂主控室内,包括了计算机、CRT、外围设备。其中CRT能够显示系统运行的实时状态、参数变化、操作指导等内容。

而且CRT还能够为系统运行提供详细的诊断报告与画面显示,针对模拟量越限时,能够及时的发出报警信息,并且自动打印越限对象、名称、编号、参数变化、越限时间等内容。发电厂电气DCS系统的现场控制部分包括PLC以及检测装置两部分。PLC能够针对电气设备进行监控,同时将采集到的信息进行实时传输,保证信息传递的有效性。PLC还可以控制电机控制装置,包括大功率接触器、断路器以及显示面板,从而实现电机正反转,有效的针对发电厂电气控制系统的流量、压力、温度等内容进行控制,实时显示各项参数变化。
        3.2 发电厂电气DCS系统通信部分
        通信部分是发电厂电气DCS系统关键所在,为了保证控制效果的实时传输,必须加强对于发电厂电气DCS系统通信部分的应用。目前主控级网络操作单元和现场监控操作单元的通信方式主要以主从工作方式为主,将网络操作单元作为助战,现场监控单元作为从站,从而将各个从站连接到统一主站,有效的提供通信质量与通信效率。通信命令的发起只能够通过主站发起,并且只能是主站与从站之间的通信,不能够进行两个从站之间的通信。要想实现从站之间的通信,可以将主站作为中转。从站的监控单元采用PC总线接插板技术,并且配置了RS-485通信模块,保证了物理层与数据层之间的有效连接,还能够适应不同的工作环境要求。在通信模块中还采用了电源隔离、光电隔离等抗干扰技术,避免了外部环境对于从站通信产生影响,提高整个发电厂电气DCS系统通信部分的稳定性。
        3.3 发电厂电气DCS系统连接方式
        从目前DCS在发电厂电气控制系统中的应用情况来看,电气监控系统与DCS连接主要采取两种方式,即硬接线方式和现场总线连接方式。这两种方式都有具体的工作环境要求,所以通常来说,将两种方式相结合,能够有效的提升发电厂电气DCS系统连接的稳定性,提高抗干扰能力,减少了维护与检修的工作量,提高系统运行的安全与稳定。而且这两种方式相结合,能够达到优势互补的目的,减少了发电厂电气DCS系统整体的投资成本。由于大部分工艺联锁和控制相关开关量的通信方式采用了硬接线+通信方式,或者只保留热工联锁相关电动机回路的硬接线,所以存在很多方面的优点。例如,通过硬接线+通信的方式能够取消DCS中变送器、I/O卡件、机柜以及连接电缆等不必要的功能,会减少应用成本,为发电厂电气运行与维护提供了全新的发展平台,并且也能够有效的转变发电厂管理方式,提高发电厂的生产效率。
        而且通过DCS系统的接入,能够展现丰富多样的信息,保证信息数量的控制系统得到有效扩展。综保装置能够实现厂用电系统的高精度计量,不需要额外配置电度表就能够实现自动抄表的功能,更加方便电力信息的管理。而且通过发电厂电气DCS系统还能够在控制部分实现事故追溯、保护定制、录波分析、防误闭锁等复杂的电气维护与管理,保证电气系统的自动化稳定运行,有效的提高发电厂整体运行效率。在倒送厂用电的过程中,利用发电厂电气DCS系统还能够实现高压启、备变以及高低压厂用电源的远距离控制。
        3.4 发电厂电气DCS系统后台机系统
        发电厂电气DCS后台机系统分为DCS系统与电气工作站,利用DCS系统对电气设备进行稳定控制,并且将通信管理层获得的信息传输到电气工作站。电气工作站根据管理层的命令来进行分析处理,从而保证监控功能的顺利实现。
        4 结语
        综上所述,对DCS系统在发电厂电气控制系统中应用注意事项的研究,可以使其在日常的使用过程中,发挥出更强大的功能性,实现控制效果。同时,在应用中,还要注意对目的、控制范围、控制方式的掌握,发电厂在充分了解DCS系统的前提下进行合理、科学的使用,并不断的创新技术,提高工作效率。
        参考文献
        [1]张军.发电厂电气控制与DCS系统[J].科技展望,2016,26(21):108.
        [2]王玉栋.DCS用于发电厂电气控制系统的研究[J].电子制作,2015(07):218-219.
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