发电厂电气自动化中对分散控制系统的应用张海波

发电厂电气自动化中对分散控制系统的应用张海波

张海波

(南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102)

摘要：分散控制系统顾名思义，是对电厂中的各部分控制功能进行分散，采用微电脑进行分级控制的一种控制方式。在分散控制系统运行时，会按照规定和设计要求将控制系统进行分级。在对这些分级进行控制的同时，多个子控制系统又能实现融合，形成集中管理和分散控制模式，可以在发电厂的电气自动化中获得很好应用。

关键词：发电厂；电气自动化；分散控制系统

一、分散控制系统设计及特点分析

1.1系统设计

分散控制系统是一类全新的计算机控制系统，很好地融入了“四C”技术，即计算机技术、控制技术、通信技术以及显示技术。分散控制系统主要是对计算机网络加以应用，进而将各个地区的计算机有效连接起来，在充分遵循分散控制、集中管理以及信息共享原则的基础上，使计算机控制系统的可靠性及安全性得到有效强化。基于整体层面分析，分散控制系统属于闭环控制系统，具备可扩展、安全性高以及易维护等优势。

1.2系统特点

结合分散控制系统的实际应用，可知分散控制系统具备的特点诸多。总结起来，主要体现在以下几大方面:

(1)具备可扩展性。由于分散控制系统一般情况下所应用的是递阶数据通信网络，因此能够有效实现通信分层化。系统在构造方面具备较高的灵活性，同时设备接口标准程度高，并具备模块化特点，因此具备很好的可扩展性。

(2)可监视、可编程性能好。一方面，分散控制系统对高智能操作员站加以应用，能够实现全程动态监视;同时具备人际交互界面，具备良好的直观观测功能，因此从整体而言分散控制系统的可监视性能优良。另一方面，由于分散控制系统具备控制图形界面，同时具备功能码控制组态，所以能够自动将执行文件生成。总体而言，分散控制系统的编程功能强大，易被用户接受。

(3)可靠性高。分散控制系统属于分散结构，这样便能够使系统的可靠性得到充分有效的保障。对于分散结构来说，体现在两方面的分散:其一为系统功能分散;其二为地理位置分散。上述两种分散结构的主要作用是分散系统的危险程度，在部分子设备产生故障的状况下，使其他设备不会受到影响。同时，在主系统出现故障的情况下，后备系统可代替工作，从而使系统处于正常、安全运行状态。

(4)易编程。在编程方面，所使用的是具备两方面控制功能的组态:其一为图形界面控制组态;其二为功能码控制组态。对于一些执行文件，能够以自动的方式生成。并且，在对用户的编程技术能力方面，其要求比较低。一般情况下，用户只需要对填表与作图等组态方法加以掌握便可，并且在应用程序质量方面具备可靠性及安全性的优势。

(5)便于维护。对于分散控制系统的微处理器来说，具备自诊断功能，能够完成硬件运动状态的扫描工作，在出现异常状况时，能够第一时间发出警报，通过分析、判断故障的原因及性质，进而及时解决故障。

二、分散控制系统在发电厂电气自动化中的应用探究

2.1具体划分方面

一般情况下，对发电厂电气自动化设备进行划分，主要划分为两部分：单元机组为一部分，电厂网控为第二部分。基于机炉一体化控制设计原则角度分析，那么单元机组电气化与全厂网控均在DSC范围内。将分层分布分散全微机自动

化技术应用于发电厂电气自动化系统当中，能够使各机组之间实现有效连接，从而实现分散控制以及集中管理。以某发电企业为例，在DCS设计中融入了机组电气及电厂网孔，将常规电厂网控室取消，集中在中央控制室进行控制，由NCS（网控自动化控制系统）对升压站、公用电气系统进行控制检测。此时控制系统主要需要考虑其中1台机组停机时不能对NCS产生影响，而且还要确保2台机组上的DCS都可以对电厂的公用系统运行状态进行检测。因此电气控制系统纳入DCS后主要的硬件系统问题时NCS合理配置问题。因此综合考虑之后，选用1号机组、2号机组DCS和NCS相对独立设计。

2.2实时通信网络应用方面

在分散控制系统当中，实时通信网络属于核心部分，该部分能够将操作员站、过程控制但愿以及历史数据站等节点有效连接起来，从而使组态信息以及实时数据的传递更加高效及可靠。对A网总线结构及B网总线结构加以应用，同时将同轴电缆作为传输介质，并使用以太网进行管理，则能够使网络通信速率得到有效提升。另外，全部人机接口站有效组成通信网络C网，结合IP通信协议的基础上，使电厂管理信息以及各类文件数据之间的传输效率得到有效提升。基于整体层面而言，将分散控制系统中的实时通信网络加以应用，能够使实时通信网络的可靠性得到有效提升，进而使实时通信网络的负荷率得到有效降低。

2.3数据共享及供电方式

分散控制系统与网控自动化控制系统可以在用户的OPU上显示，从而很好地实现了数据资源的共享。在供电方式方面，主要对2台单元机组加以应用，在共同作用的情况下实现供电，并且还能够实现电源之间的切换。在某1台机组出现故障的情况下，网控自动化控制系统可以处于正常运行状态。并且，基于分散控制系统当中融入电厂网孔系统，能够使火电厂的控制一体化得到有效实现，在火电厂控制系统结构得到有效完善及优化的基础上，便能够使机组的安全稳定运行得到有效保障。这样，便能够使后期维护更加容易、方便。从总体来说，分散控制系统在发电厂电气自动化中的应用价值非常高，相关工作人员需对此充分重视。

2.4系统特点及运行

网控自动化控制系统由一个扩展继电器柜、一个控场控制站、一个端子柜以及两个操作员站构成，连接总线的方式就是A、B网，建立分散控制系统，保证具有一定独立性的网孔部分，因为具有比较开放的软件操作系统，利用信息网来达到连接IP通讯协议和两台单级分散控制系统的目的。可以在操作站中显示网控自动化控制系统和分散控制系统，起到共享数据的目的。供电方式就是两个单机组共同馈电，保证可以能够进行电源切换，如果一台设备出现故障，网控自动化控制系统可以正常运行。单机组ECS属于两种单元机组分散控制子系统，主要包括扩展继电器、包括端子柜、现场控制站。在调试网控自动化控制系统和单机组分散控制系统以后，可以实际运行系统，具有正常的监视回路指示，运行状态正常，具有可靠稳定的控制电气操作设备，没有出现异常的逻辑闭锁功能，设备具备100%投入率和100%正确率，在控制设备操作、保护设备闭锁、控制设备运行情况都可以符合标准，并且电厂电气自动化设备中应用分散控制系统可以实现一体化控制，不断优化控制系统的构成机构，保证可以完善系统功能，方便与进行设备维护。所以，分散控制系统应用具有一定意义。

三、结语

通过本文的探究，认识到分散控制系统具备多方面的特点，主要体现为可扩展性好、具备可监视功能、具备可编程功能、可靠性高以及易维护等。在具体应用过程中，需合理划分单元机组与电厂网控，同时合理应用实时通信网络，实现数据资源的共享等。由于分散控制系统在发电厂电气自动化中应用，能够使发电厂电气自动化水平得到有效提升，以此相关工作人员需对此充分重视起来，合理、科学地应用分散控制系统，进一步为发电厂技术发展奠定坚实的基础。

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