林小華

（福建閩能咨詢有限公司，福建福州350000）

DCS在電廠電氣監(jiān)控中的實踐探討

林小華

（福建閩能咨詢有限公司，福建福州350000）

我國電網(wǎng)覆蓋范圍廣，在后期管理中存在很大壓力。為了保證電廠電氣運行的安全和穩(wěn)定，技術(shù)人員通過多年研究，有效將DCS技術(shù)應(yīng)用到電廠功能強大的電氣監(jiān)控系統(tǒng)中。結(jié)合當前電氣監(jiān)控系統(tǒng)中分散監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，有效地進行數(shù)據(jù)分析，對電廠機組的監(jiān)控加以完善，提高整體的工作效率。當前，DCS技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，其主要應(yīng)用了先進的監(jiān)控技術(shù)和管理技術(shù)，能夠及時、準確地對監(jiān)視對象的信息進行收集、整理、分析，對于不同的項目，該技術(shù)具有靈活性和可擴充性，因此適應(yīng)性非常廣。下面就對這些方面進行分析，希望能給有關(guān)人士提供一些借鑒。

DCS技術(shù)；電氣系統(tǒng)；熱工自動化；現(xiàn)場總線

在電廠電氣監(jiān)控中，DCS比傳統(tǒng)方式靈活很多，功能和作用也都得到了提升，下面就深入進行分析。

1 對DCS的特點進行分析

DCS屬于一種集散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了很多技術(shù)，例如計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、圖形顯示技術(shù)、綜合控制技術(shù)，其核心內(nèi)容是微小型計算機，可以對電廠電氣設(shè)備進行監(jiān)控，收集各個設(shè)備的信息數(shù)據(jù)，然后對信息進行集中操作。在應(yīng)用DCS技術(shù)時，需遵循集中操作、分而自治、分級管理、綜合協(xié)調(diào)、分散控制等原則。

DCS技術(shù)的特點十分明顯[1]，具體如下：①具有友好性。在電網(wǎng)電氣設(shè)備監(jiān)控中，應(yīng)用DCS后顯示更為直觀，工作人員觀察方便，操作比較簡單；在此基礎(chǔ)上，還可以提供裝置運行狀態(tài)下的可監(jiān)視性能。這一系統(tǒng)功能強大，例如可以為用戶提供體統(tǒng)組態(tài)、畫面組態(tài)、報表組態(tài)、控制組態(tài)等組態(tài)軟件，這樣系統(tǒng)可以靈活地擴充。②具有很好的實時性。利用人機接口可以對實時數(shù)據(jù)進行收集，對監(jiān)控信息的變化情況進行記錄、操作和控制。除此之外，還可以對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組態(tài)回路等進行在線維護和在線修改。

2 分析DCS實踐應(yīng)用中存在的問題

2.1 分析在電氣系統(tǒng)中應(yīng)用存在的問題

當前的電氣系統(tǒng)應(yīng)用了DCS來記錄數(shù)據(jù)，在CRT畫面上顯示，但對于DCS實際運行狀態(tài)而言，需要使用安裝在盤臺上的模擬信號、儀器儀表等進行顯示數(shù)據(jù)，導致整個電氣系統(tǒng)反映出的信息不完整，不能做到信息共享。除此之外，對于電氣系統(tǒng)而言，只能根據(jù)專項功能進行運行操作，需要在線路上設(shè)置專項操作開關(guān)，增加了復(fù)雜度[2]。當前，在數(shù)據(jù)通信方面存在問題，沒有統(tǒng)一的管理規(guī)范，因此在接口連接上存在問題；通信不穩(wěn)定，導致通信經(jīng)常中斷。在電氣聯(lián)鎖方面存在問題，不能發(fā)揮DCS在自動化方面的優(yōu)勢。

2.2 分析在熱工自動化中應(yīng)用存在的問題

當前的發(fā)電廠都是在老機組的基礎(chǔ)上改造的，通過應(yīng)用DCS，可以對爐子、機器設(shè)備有效地進行監(jiān)控。按照DCS的作用功能來劃分，可以將其分為3個系統(tǒng)，在對機爐、機組運行情況進行控制時，不同的系統(tǒng)發(fā)揮的作用也不同。為了有效地對其進行控制，在設(shè)計中，技術(shù)人員在原有的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS、汽機保護系統(tǒng)ETS，雖然滿足了實際功用，但是改造工作比較復(fù)雜，需要投入大量的人力和物力，且后期操控比較復(fù)雜，導致工作量增加，管理成本增加。

3 DCS在電廠電氣監(jiān)控中的實踐應(yīng)用分析

3.1 DCS在現(xiàn)場總線方面的實踐應(yīng)用效果

對于現(xiàn)場總線而言，主要包括2個部分，分別是現(xiàn)場儀表和連接控制室系統(tǒng)，通過二者的有效配合，最終就形成了全數(shù)字化、多站、雙向的通信系統(tǒng)。技術(shù)人員都清楚，現(xiàn)場儀表要與現(xiàn)場總線連接，由此可見，現(xiàn)場總線位于整個通信系統(tǒng)的最底層，其能夠?qū)崿F(xiàn)多變量、雙向的通道，與傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)相比，其不僅可以單向傳輸，還可以雙向傳輸，有效地提高了工作效能。在數(shù)字化通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來建設(shè)現(xiàn)場總線，可以在現(xiàn)場、控制室之間實施雙向、多變量的通信。隨著通信速率、通信距離的提升及抗干擾技術(shù)的成熟和發(fā)展，DCS得到了鋼架廣泛的應(yīng)用。當前的現(xiàn)場總線通信控制系統(tǒng)屬于新一代的控制系統(tǒng)，比傳統(tǒng)集中式的數(shù)字控制系統(tǒng)性能優(yōu)越很多，在實踐應(yīng)用中發(fā)揮的作用更大。

3.2 DCS的設(shè)計情況

DCS的設(shè)計包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計和硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。其中，軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括以下4點：①對人機界面的子系統(tǒng)進行設(shè)計。這一系統(tǒng)包括離線部分和在線部分，對于在線部分而言，可以實時執(zhí)行子系統(tǒng)的運行，做好相應(yīng)的控制管理工作。當系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的信號和數(shù)據(jù)之后，人機界面的子系統(tǒng)就能顯示出來，同時可以讓監(jiān)控系統(tǒng)運行的工作人員進行實時的交互工作。對于離線部分的設(shè)計而言，其主要作用是進行畫面的繪制，對組態(tài)進行配置，可以很好地將顯示的界面定義出來。除此之外，還可以對顯示的信息進行配置，提供信息、棒圖、報警曲線等，利用歷史數(shù)據(jù)庫中存儲的相關(guān)信息直接進行信息的顯示和查詢。②對實時運行的子系統(tǒng)進行設(shè)計。這一系統(tǒng)主要對系統(tǒng)中各個工作站進行監(jiān)視，監(jiān)視的內(nèi)容有通信數(shù)據(jù)、維護信息等，同時對數(shù)據(jù)進行整理分析，這也是監(jiān)控系統(tǒng)的核心工作內(nèi)容[3]。③做好對報表子系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)可以定義、打印報表，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，做好相應(yīng)的存檔管理工作。④對數(shù)據(jù)庫組態(tài)的子系統(tǒng)進行設(shè)計，其作用是描述電氣系統(tǒng)的整體情況，還可以為運行系統(tǒng)提供準確的運行參數(shù)等數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)時應(yīng)用了數(shù)字化模式，因此工作效率得到提高，工作中可以實時進行數(shù)據(jù)保存，不需要人工手動進行設(shè)置。

3.3 硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計情況

在應(yīng)用的電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)中，主要是利用總線把各個子系統(tǒng)連接到一起，使用通信管理設(shè)備將電廠內(nèi)的硬件設(shè)備連接到一起，其主要控制系統(tǒng)都是由DCS單獨來完成的。硬件主要包括3個層次，最底層的前置機利用總線和通信管理層進行連接，可以有效對測控層設(shè)備進行保護，對相關(guān)的通信信息及時進行處理，完成處理工作后，以太網(wǎng)通信結(jié)構(gòu)就會把信息傳遞到主站層。技術(shù)人員要清楚，對于其中的DCS系統(tǒng)而言，也是通過電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)、以太網(wǎng)進行連接的，這樣就可以形成一個完整的監(jiān)控管理體系，相關(guān)電氣運行時都可以實時監(jiān)控，對所有信息都進行了記錄，確保運行的安全與穩(wěn)定，將其作用發(fā)揮到最大。

3.4 DCS施工及監(jiān)理要點

在進行DCS施工前，工作人員開箱檢查，要求有生產(chǎn)廠家、質(zhì)量合格證，驗收后各個部門負責人簽字。安裝設(shè)備型鋼底座時，控制高度在400～600 mm的范圍，保證底座的強度和穩(wěn)定性，并對其進行除銹處理。然后對DCS進行接地施工，其接地電阻種類較多，電阻較低，接地施工要在土建施工中配合進行，不同接地系統(tǒng)是相互獨立的，主要包括防雷接地和基準接地。防雷接地小于5 Ω，單獨敷設(shè)防雷接地網(wǎng)；對于基準接地而言，也應(yīng)該單獨設(shè)置，電阻小于1 Ω。通常會使用3根直徑為20的銅棒，設(shè)置間距為3 m，在其上部設(shè)置絕緣塑套，下部距離地面2 m，接地線和銅板連接在一起，銅板要對地絕緣。

4 總結(jié)

通過以上對DCS在電廠電氣監(jiān)控中的實踐分析，發(fā)現(xiàn)DCS的作用很大，可以彌補監(jiān)控系統(tǒng)中的不足，有效地對電廠電氣設(shè)備進行監(jiān)測，提高了電廠電氣的自動化水平，也提高了電氣運行管理水平。在以后的發(fā)展中，技術(shù)人員要了解相關(guān)技術(shù)，及時進行技術(shù)更新，做好技術(shù)融合，提高整體的工作效率。

［1］閆天軍，郭偉，趙樹春.火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)接入DCS方式的分析［J］.電力系統(tǒng)自動化，2016，30（11）：86-89.

［2］佘丹寧.火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)納入DCS監(jiān)控的應(yīng)用分析［J］.電氣傳動自動化，2013（3）：32-34.

［3］王偉，劉振國.火電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)接入DCS方式的分析［J］.房地產(chǎn)導刊，2015（20）：114-115.

〔編輯：劉曉芳〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.127

2095－6835（2017）18－0127－02