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火电厂电气自动化中分散控制系统的应用齐刚

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：齐刚

[导读] 摘要：相比于现代以风能以及水等新型能源发电为主的电力企业，火电厂在很多方面都处于弱势地位，虽然应用了电气自动化技术，缩短了与现代电厂之间的距离，但是整体而言火电厂电气自动化水平还较低。

        (华电潍坊发电有限公司山东潍坊 261000)
        摘要：相比于现代以风能以及水等新型能源发电为主的电力企业，火电厂在很多方面都处于弱势地位，虽然应用了电气自动化技术，缩短了与现代电厂之间的距离，但是整体而言火电厂电气自动化水平还较低。分散控制系统（DCS）在火电厂电气自动化中的应用，可以有效提高电厂自动化作业水平，对促进火电厂可持续发展具有重要意义。但是，DCS在实践应用中还存在一些运行故障和异常问题，对火电厂电气自动化系统及电力系统的正常、稳定运行造成不良影响，因此有必要对火电厂电气自动化中分散控制系统的应用相关内容进行分析。
        关键词：火电厂；电气自动化；分散控制系统
        1分散控制系统的概述
        分散控制系统是在微处理器的基础上，由人机接口单元(接人机界面)、现场控制站(控制总线)、电源、机柜以及数据通信系统等各个组合单元构成的系统。具体结构如图1所示。

        图1分散控制系统结构
        该系统采用一种控制作用分散但操作和显示作用集中的矛盾型方法。这种方法能够有效保障独立管治与综合协调。分散性控制的系统中，除了通信技术、计算机技术、操作技术及显示技术等的大范围应用，还重点体现了操作集中、控制分散、管理分级等各种创新化思想。该系统具有极强的自主诊断性功能，在冗余配置和诊断模型组件合适时，可以自主进行系统诊断和治理，提高了系统可靠性。
        2分散控制系统的特点分析
        2.1可靠性强
        分散控制系统的构建原则为分散构造，对于系统的可靠性有较大保障。分散性结构主要从两方面体现，即系统功能与地理位置的分散。坚持分散原则，能够有效将系统结构的危险性降到最低，当部分设备发生故障时，不会瞬间影响到其他区域的工作。另一方面，对主要设备实施冗余配置，也是保证系统更具保障性的有效措施之一。工作人员可以针对控制器、通信设备等进行冗余配置，如果主设备有突发故障发生，后续设备能够较快适应工作，大幅度提升分散控制系统的利用率。分散控制系统通常还会应用部分模块化与标准化的软件，同样能够大力确保系统的可靠性。
        2.2具有良好的监视性能和扩展性
        在分散控制系统中，为了能够对过程现场进行监视和操作，就需要利用那些具备一定智能技术的操作员，拥有良好的人际交互界面，能够实现人与计算机进行信息交换更高效方便的目的，并使得观测更为直观。一般分散控制系统中使用的通信数据网络都是呈低阶式分布，以便通信能够分层构成该系统的元素都比较的灵活，而且硬件的集成化程度都比较高，设备接口也越来越向模块化以及标准化发展，使得该系统扩展性能也越来越好。
        2.3程序简易
        分散控制系统的编程程序为控制图形界面和功能码控制组态，必要时会自动生成执行文件。系统对于操作人员的要求相对较低，不需要具备专业性的操作知识，仅需能够掌握填表与作图组态的方法就可以，而且程序的应用质量较为可靠，稳定性强。
        2.4维护便捷
        分散控制系统的微处理器具备自动诊断的功能，在程序运行的过程中，还能够进行自我侦查程序运行，能够扫描硬件运行的状态，一旦有故障发生会在最快时间内作出报警指示，亮灯提示故障的部位与所具属性，系统维护的时间能够有效减少。系统的模件包括可带电插拔与接插结构，类型较少，后期的维护相对便捷。
        3分散控制系统的应用分析
        3.1网络通信
        分散控制系统利用总线式结构进行实时网络通信的构建，并在此基础上，以无源无主形式的同轴电缆为传导媒介，通过以太网实现网络通信相关信息的采集、分析和管理。当通信协议的要求满足相应规定时，对通信数据进行实时传输和共享，从而实现流畅通信、共享资源的目的。除了构建实时网络通信外，还可以构建非实时网络通信，用以传输各种滞后数据和信息。
        3.2监控系统应用
        不同系统为适应生产工作的需求，都需要满足管理人员对现场的监控，这在众多行业中应用较为广泛。监控指的是在允许的范围内，管理人员对处于生产中的活动进行有效监督，尤其是没有达到要求的产品要及时进行排除，或者是当发现不达标产品时及时作出提示，给予负责人充分解决问题的时间，进行科学处理。分散控制系统的整体中，监控系统作用明显，所承担的责任也极为重要。由于发电厂发电功能关系到居民的生活，实现对国民生产工作的监督十分有必要，不能有一丝一毫的懈怠。进行监控的过程中，工作人员需要正确参数的输入，通过系统确认生产结果是否在允许的参数范围之内，如果没有处于该范围，系统就要及时发出信号提示，让工作人员及时实施检测，一旦发现问题，就要在最短时间内切断路线，实施必要的维修措施。在此期间，还要对其余的线路进行控制，避免由于同样问题造成的线路故障，必要时就要对已有线路进行更改，确保不会硬性系统整体的能源供应与生产工作。
        3.3安全防护系统应用
        安全防护系统需要输入一系列的条件，这些条件必须对应具体的安全隐患，条件输入完成后，开启系统，便可充分发挥分散控制系统安全防护的功效。安全防护系统和监控系统应该同步运行。在监控系统作业的同时，安全防护系统也应该全面进行电气自动化作业扫描和识别，从而实现共同作业。这样的同步合作不仅可以最大限度地节约时间和金钱，还可以切实提升生产实践的安全性。
        4结语
        分散控制系统的整体架构包含了显示、计算机、通信及控制技术，该系统可以说是以上几种技术的融合，通过对不同地方与功能各异的计算机进行连接，能够保证系统的可靠性更强、性能更好，提升计算机控制系统的质量，使其不仅在可靠性与性能方面更好，而且扩展性、程序及后期维护都占据了一定的优势。我国在加强电网建设的同时，应积极将电气自动化与分散控制系统有效融合，以加快火电厂电气自动化系统改造升级。
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        作者介绍：
        齐刚（1988.03.01），性别：男；籍贯：山东淄博；民族：汉族；学历：硕士研究生；研究方向:电厂运行；单位：华电潍坊发电有限公司。