刍议火电厂电气自动化中分散控制系统的应用

冯振龙

摘要：随着我国工业生产水平的提高，分散控制系统也得到了广泛的应用，分散控制系统技术发展至今已经日益成熟，在火电厂的电气自动化控制中的应用也愈加完善。本文针对分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用进行了分析探讨。

关键词：分散控制系统;火电厂;电气自动化

引言

分散控制系统又可以称为DCS，当前其功能性得到不断加强，并逐渐向双向进行延伸，往上能够达到SIS，往下则能够达到PCS，使得DCS在分担功能时的实现效果达到最佳。现阶段，火电厂电气自动化中运用到的此种分散控制系统，能够对自身的功能性以及广泛性有个很好的运用和体现，意义重大，因此将两者结合到一起，并充分发挥两者的整体优势，获得的效益可想而知。

1分散控制系统的现状与发展

1.1分散控制系统的起源

分散控制系统的应用试点于年在美国出现，这是分散控制系统的开端。随着社会的不断进步，各种工业技术的不断发展与更新，分散控制系统经过不断的改进与完善，通过实践积累了大量的应用经验，在人们的不断探索和研发过程中开始向着更广更深的范围进行扩张。人们不再将分散控制系统局限的应用在锅炉和汽轮机的热工监视中，使其应用于发电机组的发电、配电以及供电等过程得以实现。现在，国内的分散控制系统供应商已经熟悉掌握了这种覆盖技术的成套使用方法。根据分散控制系统在各项的应用，证明了的该系统是值得信任的，与此同时，更加完善的分散控制系统与分散系统的优化对保障机组的正常安全应用具有很大的意义。

1.2分散控制系统的应用

分散控制系统的实际运用价值比较高，功能相对分散、数据可共享、可靠性较高等优点让其在与其他控制技术相比之下有明显优势，被电厂和变电厂所广泛接受。我国火电厂使用过的DCS数以百计，至今，使用过的DCS可大概分成3类：多功能控制器型、可编程序控制器基础型、PC机总线基础型。我们也不排除今后可能产生其他分散控制系统，比如以现场总线为基础的控制系统，或者以电厂信息监控管理为基础的控制系统，这也将进一步扩大DCS应用的功能。

1.3分散控制系统的发展

目前，分散控制系统已经朝着横向与纵向两个方向开始了功能的扩展，向上发展到，向下发展到，分散控制系统的纵向延伸使现场总线技术出现。现场总线是具有开放性、数字化、多节点的一种通信技术，其中包括了智能化的现场设香和系统，可以通过现场的设备与数字量信息的运行中进行交换，来达到双方之间的控制与共享，从而避免了只能依靠电缆进行单一传输的一种弊端。现场技术主要是源于现场模拟仪表的技术缺陷出现的，因为现场模拟技术仪表主要有速度慢，成本高和精准度过低的缺陷，以及与数字技术的计算机控制现状不相符等使用问题。通过不断的探索研究与实践，发现可以把分散控制系统应用到就地仪表设备中，这样，能够更好的控制功能块的组合。但是由于国际对于这一新生事物没有统一的标准，因此，在应用上还需要改进与推广。

2分散控制系统具有的特点

2.1具有相当高的可靠性

在分散控制系统中，常用的理念就是其是一种较为分散的结构，能够对系统的可靠性提供一定的保障。所谓的分散主要体现在两方面：①系统功能较为分散;②地理位置较为分散。使用此结构能够将系统的危险性分散掉，即使设备发生局部故障也不会影响其他部位的运行，此外，值得注意的是，进行冗余配置的目的在于能够保障系统更加可靠，因而对控制器、电源以及通信设备等相关设施进行冗余配置的最终目的是，一旦主设备有故障发生，后备的设备能够接替其进行工作，从而进一步提升设备的可利用效率。

2.2系统维护方便

分散控制系统的微处理器具有自诊断功能，应用程序在执行的时候还可以同时运行自侦段程序，扫描硬件的运行状态。发现异常现象时可以及时发出警报，对出现异常的部位和异常性质作出提示，并且系统维护的时间比较短，模件是可带电插拔、接插结构，模件种类少，维护较简便。

3分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用分析

要想对火电厂的电气自动化设备进行划分时，一般会使用常规的方法进行划分，可以将其分为两部分：①单元机组电气化分;②电厂网控部分。假使，按照设计机炉电原则和相关要求来看，无论是单元机组电气化部分，还是全厂网控部分，都要包含在分散控制系统内，基于此，分层分布分散全微机的自动化技术在火电厂电气自动化设计中的应用，以及在分散控制系统中构建的平台基础，并对各台机组的分散控制系统进行相互连接，最终实现对系统平台的集中一体化的控制，还与集中管理和分散控制的相关要求保持一致。

某电厂在设计分散控制系统时，同时将单元机组电气部分与电厂网孔部分包含在内，取消了常规电厂网的控室，并将控制主要集中到了中央控制室，对升压站和公用电气系统检测控制时则充分利用网控自动化控制系统（简称为NCS）。同时还要将控制系统考虑在内，确保其中一号机组停止运行时不会对网控自动化控制系统造成影响，保证二号机组上的分散控制系统能够检测到公用系统的运行状态。所以，对分散系统进行合理的配置就成为了分散控制系统在纳入电气控制系统后最为重要的一个硬件系统问题。因而，在经过全方面的考虑后，选用一号机组、二号机组分散控制系统和网控自动化控制系统相对独立设计。而在电厂中，实时通信作是整个分散控制系统的核心所在，其能够连接多个节点，这些节点主要有：操作员站（简称OPU）、共层师站（简称ENG）、过程控制单元（简称DPU）、和历史数据站（简称HSU）等，最终能够对控制指令、组态信息以及获得的实时数据进行高效迅速的传递。传输的介质一般为电缆，管理则采用太网，CSMA/CD为其传输方式，使得网络通信的实时传播速率能够达到每秒10兆。同时在人机接口处形成另外一种通信网，并使用IP通信协议实现电厂管理信息和各种文件行数据的传输，不但使得实时通信网络更具可靠性，还能够使其负荷率大大降低。

此火电厂在调试工程的单元机组的电气控制系统和网控自动化控制系统后，渐渐将其投入运行，运行结果显示，系统的监视回路相关指示都处于正常的状态，且运行过程中没有出现特殊状况，控制电气设备的操作可靠稳定且逻辑闭锁功能并无异常情况，获得了正确率和投入率双百的效果。对监视单元机组与火电厂网孔电气设备控制操作、运行情况及保护闭锁等要求均达标，而且將火电厂网孔纳入到在分散控制系统中后还实现了火电厂的控制一体化，不断对火电厂的控制系统结构进行了优化，还能够逐渐完善该系统的功能，从而保证机组的运行更为稳定，使得机组的维护工作也更为方便，所以，该项工程实践具有可行性且意义重大。

结语

随着分散控制系统技术的不断完善与成熟，火电厂的电气自动化水平也会得到很大的提高，从而促进了我国的综合发展水平以及推动了电力企业的发展，有效的将分散控制系统和火电厂电气自动化进行结合，有助于更好改进和完善电气自动化系统，使分散控制系统更好的得到应用。

参考文献：

[1] 马国庆.分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用[J].中国机械，2014（23）：207～208.

[2] 韩璞.自动化技术的发展及其在火电厂中的应用[J].华北电力大学学报，2009.

（作者单位：冀中能源峰峰集团九龙矸石热电厂）