如何利用DCS方式监控火电厂的电气控制系统

　　摘要：日前，火电厂的电器控制系统大多数都已经使用DCS监控方式来监控。主要DCS 监控方式为发变组保护、综合自动化运行保护装置、用电系统的保护和自动装置的动作情况。它是通过各独立的装置动作信号和电气设备的位置状态等开关量，作为输入量(即DI)送至DCS系统的。模拟量(如电流、电压、有功、无功等)通过电量变送器，输出4～20mA标准信号送至DCS系统。DCS的控制命令作为输出量引至电气设备，各电气设备与DCS系统的联系，采用硬接线方式。电气设备现场用控制电缆将电气量信号一对一地系的I/O柜上。

　　关键字：DCS监控　电器设备　　控制系统　　自动化

　　Abstract: a few days ago, the power plant of electric control system has been used most DCS control ways to monitor. Main DCS control way as the hair become group protection, comprehensive protection device and automatic operation of the power system protection and automatic device movement situation. It is by the independent device signal and the position of the electric equipment such as state switch quantity, as inputs (namely DI) sent to the DCS system. Analog variables (such as the current, voltage, active and, reactive power, etc) through the power transmitter, output 4 ~ 20 mA standard signal sent to the DCS system. DCS control commands as output leads to electrical equipment, various electric equipment and the DCS system of contact, using a connection mode. Electrical equipment with the control cable to the electric parameters on one to signal of the department of I/O ark.

　　Key word: DCS monitoring electrical equipment control system automation

　　中图分类号： U672 文献标识码：A 文章编号：

　　前言：随着历史的进程，信息高速深入生活的每一个角落。微机控制已经被工业广泛的应用。自动化控制已经进入工业的主流。火力发电厂的电器设备已经全面进入DCS的监控时代。如何更好的利用现代信息高速监控，成为了火电厂监控系统的重要课题。就目前的DCS监控方式看，还有些不尽人意的地方。有待于我们下大力气去更好的解决。下面我就简单分析一下如何利用DCS控制火力发电厂的电器控制系统。

　　一、DCS系统的功能层

　　整个系统由三个功能层构成：

　　H测控保护层。是由大量的保护装置和自动装置构成。它主要由分散安装于就地开关 柜的智能终端装置、发变组保护、AVR，ATS，ASS等装置组成。保护功能完全独立。利用现场总线技术，采用光纤或屏蔽双绞线连接，至通信管理层。从而实现这些装置的分散整合监控。

　　通信管理层。该层的功能是把DCS对测控保护层的控制命令，或电气后台工作站发出 的修改定值等命令，下发至各有关装置。并将各装置上送的信息送至DCS系统或电气后台工作站。通迅管理层具有通信接收信息、发送信息、规约转换等功能。通迅管理层与上位机系统连接采用以太网。通迅管理层一般配置前端机或通迅管理单元。提供12～16个通迅接口。

　　上位机系统。该层包括DCS系统和电气后台工作站系统。电气后台工作站系统主要负责电气系统设备的管理与维护、电能电量的计量、故障录波和保护定值的修改及下达等工作。由DCS系统来完成画面的显示、报表生成、打印、控制、事件记录和报警等工作。

　　二、DCS系统的组成方式：

　　1、现场总线分别与10kV、6kV及400V智能终端设备连接。并通过通信管理层与上位机系统;连接。对于一些比较成熟的专用装置，如AVR，ASS 、发变组保护、故障录波、厂用电源自动切换装置仍采用独立的专用产品，也通过管理层与上位机系统连接。在电气后台工作站及DCS的CRT上，对以上系统进行监视及控制。此方式的组成结构清晰、转换灵活。可分阶段实施，扩充也方便。系统的监控管理层采用双网结构，网络可靠性较高。根据系统情况，既可以由通迅管理层直接与DCS通迅，又可以直接通过以太网与DCS通迅。通过备用主机的通迅卡系统还可与电厂MIS系统实现信息交换。

　　2、通信单元与DCS系统和电气后台系统间均有接口。与二者间有信息交流但侧重不同。设电气后台系统的目的是：为了让电气人员对所有厂用电气、电气保护自动装置进行日常的监视和维护。一般情况下不进行控制操作。但在后台机上的信息量却比DCS上多得多，在后台系统上 ，还可以实现实时数据的采集、电气接线画面的显示、定值的查询修改、动作事件记录、故障录波、 报表生成、储存打印及电能电量的计算、计量和管理功能。

　　三、远程I/O及分布式I/O连接方式：

　　远程I/O的采集单元一般是在I/O相对集中的现场安装I/O机柜。负责采集附近设备的I/O 量，通过I/O通讯网络将数字化信息传至DCS。分布式I/O是将采集单元分散安装在各现场设 备中，通过总线将分散的I/O连接后送至DCS。具体地说，就是利用分散安装于就地开关柜的 集保护、测量、控制、通迅于一体的智能测控保护装置，将由10kV、6kV工 作段及400V工作飞公用PC段供电的要求，集中控制的高低压电动机，由锅炉、汽机及保安MCC 供电的要求，集中控制的低压电动机。采用现场总线通过DCS配置的通迅卡件、通迅切换器及通迅电缆直接连接到DCS的过程控制器。 

　　四、智能终端设备和现场总线连接方式：

　　现场总线是一种开放全数字化的、双向多站的计算机网络。通过该网络将智能终端设备、主控制计算机和现场设备连接起来。传输信息为数字信号，可以各个接点共用一条物理传输介质。-

　　智能终端设备是建立在微电子技术发展之上，大规模集成电路、嵌入式系统，由CPU存储器、A/D转换器及I/O回路等的集成设备。主要由中压及低压系统的保护测控装置和自动装置构成。这些装置具有测量、控制、保护、信号、通讯等基本功能，并完成各自独立的特殊功能。

　　五、利用DCS监控火电厂电气控制系统的优缺点：

　　1、优点：①系统采用分层分布式体系结构，结构清晰、灵活可以分阶段实施，扩充方便。于现场一次设备增加只需增加相应的智能终端，并将智能 终端连接到通信管理层就可实现系统底层扩展，每个前端机或通信管理单元的扩展多达数百个智能终端。②兼容性好。通信管理层所提供的前端机或者是通信管理单元可提供各种接口。

　　2、缺点：①占用DCS大量的I/O点，卡件多，投资大。②DCS中反映电气的保护、测量、开关位置及其他需检测的信息不完整。③不能实现远方遥控、保护信号复归。④模拟量采用直流采样、使用电量变送器，对一次设备要求高、投资大、抗干扰能力差。⑤电气二次接线复杂、耗费大量电缆，施工及检修工作量大。⑥所有信息集中在DCS的DAS系统，系统承担的风险相对较大。⑦无法完成较多较复杂的电气运行管理工作，如电气运行检修人员关心的电能管理、 保护整定、事故追忆等信息。

　　结束语：信息化进入了工业，让工业突飞猛进。科学是第一生产力。让科学的发展更好的为人类服务才是我们的宗旨，期待着有更完善的监控方式来监控火电厂的电气控制系统。更好的为人类服务。

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文章名称： 如何利用DCS方式监控火电厂的电气控制系统

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