馮振龍

摘要：隨著我國工業(yè)生產(chǎn)水平的提高，分散控制系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用，分散控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)日益成熟，在火電廠的電氣自動化控制中的應(yīng)用也愈加完善。本文針對分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：分散控制系統(tǒng);火電廠;電氣自動化

引言

分散控制系統(tǒng)又可以稱為DCS，當(dāng)前其功能性得到不斷加強(qiáng)，并逐漸向雙向進(jìn)行延伸，往上能夠達(dá)到SIS，往下則能夠達(dá)到PCS，使得DCS在分擔(dān)功能時的實現(xiàn)效果達(dá)到最佳。現(xiàn)階段，火電廠電氣自動化中運(yùn)用到的此種分散控制系統(tǒng)，能夠?qū)ψ陨淼墓δ苄砸约皬V泛性有個很好的運(yùn)用和體現(xiàn)，意義重大，因此將兩者結(jié)合到一起，并充分發(fā)揮兩者的整體優(yōu)勢，獲得的效益可想而知。

1分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展

1.1分散控制系統(tǒng)的起源

分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用試點于年在美國出現(xiàn)，這是分散控制系統(tǒng)的開端。隨著社會的不斷進(jìn)步，各種工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，分散控制系統(tǒng)經(jīng)過不斷的改進(jìn)與完善，通過實踐積累了大量的應(yīng)用經(jīng)驗，在人們的不斷探索和研發(fā)過程中開始向著更廣更深的范圍進(jìn)行擴(kuò)張。人們不再將分散控制系統(tǒng)局限的應(yīng)用在鍋爐和汽輪機(jī)的熱工監(jiān)視中，使其應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組的發(fā)電、配電以及供電等過程得以實現(xiàn)?，F(xiàn)在，國內(nèi)的分散控制系統(tǒng)供應(yīng)商已經(jīng)熟悉掌握了這種覆蓋技術(shù)的成套使用方法。根據(jù)分散控制系統(tǒng)在各項的應(yīng)用，證明了的該系統(tǒng)是值得信任的，與此同時，更加完善的分散控制系統(tǒng)與分散系統(tǒng)的優(yōu)化對保障機(jī)組的正常安全應(yīng)用具有很大的意義。

1.2分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用

分散控制系統(tǒng)的實際運(yùn)用價值比較高，功能相對分散、數(shù)據(jù)可共享、可靠性較高等優(yōu)點讓其在與其他控制技術(shù)相比之下有明顯優(yōu)勢，被電廠和變電廠所廣泛接受。我國火電廠使用過的DCS數(shù)以百計，至今，使用過的DCS可大概分成3類：多功能控制器型、可編程序控制器基礎(chǔ)型、PC機(jī)總線基礎(chǔ)型。我們也不排除今后可能產(chǎn)生其他分散控制系統(tǒng)，比如以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，或者以電廠信息監(jiān)控管理為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，這也將進(jìn)一步擴(kuò)大DCS應(yīng)用的功能。

1.3分散控制系統(tǒng)的發(fā)展

目前，分散控制系統(tǒng)已經(jīng)朝著橫向與縱向兩個方向開始了功能的擴(kuò)展，向上發(fā)展到，向下發(fā)展到，分散控制系統(tǒng)的縱向延伸使現(xiàn)場總線技術(shù)出現(xiàn)?，F(xiàn)場總線是具有開放性、數(shù)字化、多節(jié)點的一種通信技術(shù)，其中包括了智能化的現(xiàn)場設(shè)香和系統(tǒng)，可以通過現(xiàn)場的設(shè)備與數(shù)字量信息的運(yùn)行中進(jìn)行交換，來達(dá)到雙方之間的控制與共享，從而避免了只能依靠電纜進(jìn)行單一傳輸?shù)囊环N弊端。現(xiàn)場技術(shù)主要是源于現(xiàn)場模擬儀表的技術(shù)缺陷出現(xiàn)的，因為現(xiàn)場模擬技術(shù)儀表主要有速度慢，成本高和精準(zhǔn)度過低的缺陷，以及與數(shù)字技術(shù)的計算機(jī)控制現(xiàn)狀不相符等使用問題。通過不斷的探索研究與實踐，發(fā)現(xiàn)可以把分散控制系統(tǒng)應(yīng)用到就地儀表設(shè)備中，這樣，能夠更好的控制功能塊的組合。但是由于國際對于這一新生事物沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，在應(yīng)用上還需要改進(jìn)與推廣。

2分散控制系統(tǒng)具有的特點

2.1具有相當(dāng)高的可靠性

在分散控制系統(tǒng)中，常用的理念就是其是一種較為分散的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ο到y(tǒng)的可靠性提供一定的保障。所謂的分散主要體現(xiàn)在兩方面：①系統(tǒng)功能較為分散;②地理位置較為分散。使用此結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑾到y(tǒng)的危險性分散掉，即使設(shè)備發(fā)生局部故障也不會影響其他部位的運(yùn)行，此外，值得注意的是，進(jìn)行冗余配置的目的在于能夠保障系統(tǒng)更加可靠，因而對控制器、電源以及通信設(shè)備等相關(guān)設(shè)施進(jìn)行冗余配置的最終目的是，一旦主設(shè)備有故障發(fā)生，后備的設(shè)備能夠接替其進(jìn)行工作，從而進(jìn)一步提升設(shè)備的可利用效率。

2.2系統(tǒng)維護(hù)方便

分散控制系統(tǒng)的微處理器具有自診斷功能，應(yīng)用程序在執(zhí)行的時候還可以同時運(yùn)行自偵段程序，掃描硬件的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時可以及時發(fā)出警報，對出現(xiàn)異常的部位和異常性質(zhì)作出提示，并且系統(tǒng)維護(hù)的時間比較短，模件是可帶電插拔、接插結(jié)構(gòu)，模件種類少，維護(hù)較簡便。

3分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應(yīng)用分析

要想對火電廠的電氣自動化設(shè)備進(jìn)行劃分時，一般會使用常規(guī)的方法進(jìn)行劃分，可以將其分為兩部分：①單元機(jī)組電氣化分;②電廠網(wǎng)控部分。假使，按照設(shè)計機(jī)爐電原則和相關(guān)要求來看，無論是單元機(jī)組電氣化部分，還是全廠網(wǎng)控部分，都要包含在分散控制系統(tǒng)內(nèi)，基于此，分層分布分散全微機(jī)的自動化技術(shù)在火電廠電氣自動化設(shè)計中的應(yīng)用，以及在分散控制系統(tǒng)中構(gòu)建的平臺基礎(chǔ)，并對各臺機(jī)組的分散控制系統(tǒng)進(jìn)行相互連接，最終實現(xiàn)對系統(tǒng)平臺的集中一體化的控制，還與集中管理和分散控制的相關(guān)要求保持一致。

某電廠在設(shè)計分散控制系統(tǒng)時，同時將單元機(jī)組電氣部分與電廠網(wǎng)孔部分包含在內(nèi)，取消了常規(guī)電廠網(wǎng)的控室，并將控制主要集中到了中央控制室，對升壓站和公用電氣系統(tǒng)檢測控制時則充分利用網(wǎng)控自動化控制系統(tǒng)（簡稱為NCS）。同時還要將控制系統(tǒng)考慮在內(nèi)，確保其中一號機(jī)組停止運(yùn)行時不會對網(wǎng)控自動化控制系統(tǒng)造成影響，保證二號機(jī)組上的分散控制系統(tǒng)能夠檢測到公用系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。所以，對分散系統(tǒng)進(jìn)行合理的配置就成為了分散控制系統(tǒng)在納入電氣控制系統(tǒng)后最為重要的一個硬件系統(tǒng)問題。因而，在經(jīng)過全方面的考慮后，選用一號機(jī)組、二號機(jī)組分散控制系統(tǒng)和網(wǎng)控自動化控制系統(tǒng)相對獨立設(shè)計。而在電廠中，實時通信作是整個分散控制系統(tǒng)的核心所在，其能夠連接多個節(jié)點，這些節(jié)點主要有：操作員站（簡稱OPU）、共層師站（簡稱ENG）、過程控制單元（簡稱DPU）、和歷史數(shù)據(jù)站（簡稱HSU）等，最終能夠?qū)刂浦噶睢⒔M態(tài)信息以及獲得的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行高效迅速的傳遞。傳輸?shù)慕橘|(zhì)一般為電纜，管理則采用太網(wǎng)，CSMA/CD為其傳輸方式，使得網(wǎng)絡(luò)通信的實時傳播速率能夠達(dá)到每秒10兆。同時在人機(jī)接口處形成另外一種通信網(wǎng)，并使用IP通信協(xié)議實現(xiàn)電廠管理信息和各種文件行數(shù)據(jù)的傳輸，不但使得實時通信網(wǎng)絡(luò)更具可靠性，還能夠使其負(fù)荷率大大降低。

此火電廠在調(diào)試工程的單元機(jī)組的電氣控制系統(tǒng)和網(wǎng)控自動化控制系統(tǒng)后，漸漸將其投入運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果顯示，系統(tǒng)的監(jiān)視回路相關(guān)指示都處于正常的狀態(tài)，且運(yùn)行過程中沒有出現(xiàn)特殊狀況，控制電氣設(shè)備的操作可靠穩(wěn)定且邏輯閉鎖功能并無異常情況，獲得了正確率和投入率雙百的效果。對監(jiān)視單元機(jī)組與火電廠網(wǎng)孔電氣設(shè)備控制操作、運(yùn)行情況及保護(hù)閉鎖等要求均達(dá)標(biāo)，而且將火電廠網(wǎng)孔納入到在分散控制系統(tǒng)中后還實現(xiàn)了火電廠的控制一體化，不斷對火電廠的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，還能夠逐漸完善該系統(tǒng)的功能，從而保證機(jī)組的運(yùn)行更為穩(wěn)定，使得機(jī)組的維護(hù)工作也更為方便，所以，該項工程實踐具有可行性且意義重大。

結(jié)語

隨著分散控制系統(tǒng)技術(shù)的不斷完善與成熟，火電廠的電氣自動化水平也會得到很大的提高，從而促進(jìn)了我國的綜合發(fā)展水平以及推動了電力企業(yè)的發(fā)展，有效的將分散控制系統(tǒng)和火電廠電氣自動化進(jìn)行結(jié)合，有助于更好改進(jìn)和完善電氣自動化系統(tǒng)，使分散控制系統(tǒng)更好的得到應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬國慶.分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應(yīng)用[J].中國機(jī)械，2014（23）：207～208.

[2] 韓璞.自動化技術(shù)的發(fā)展及其在火電廠中的應(yīng)用[J].華北電力大學(xué)學(xué)報，2009.

（作者單位：冀中能源峰峰集團(tuán)九龍矸石熱電廠）