火電廠電氣監控系統接入DCS方式探究

張經龍（廣西方元電力檢修有限責任公司，廣西 百色 533615）

伴隨著科技的進步，信息技術手段被廣泛應用于人類生活的方方面面，而計算機控制也逐漸進入到工業生產領域之中并迅速占據主導地位。到目前為止，自動化控制已經成為工業的主流和發展趨勢。在火力發電廠的電器設備全面步入到DCS監控時代之后，怎樣才能合理利用現代信息的高速監控手段就成為了火電廠監控系統的核心研究內容。

一、DCS系統的基本概況

（一）DCS系統的主要功能

1 通信管理功能層

本層的主要作用是將DCS對由電氣后臺工作站發出的修改定值指令或者測控保護功能層的控制指令等命令傳遞到各相關裝置中，同時將各個裝置中的信息傳遞到DCS系統或者電氣后臺的工作站里。

2 上位機系統功能層

本層主要包括電氣后臺工作站系統和DCS系統。其中的電氣后臺工作站系統主要負責電氣系統設備的維護和管理、計算電能電量、故障錄波以及保護定值等修改，同時還兼具下達指令的功能。它們都是由DCS系統實現對畫面的顯示、打印、事件記錄、生成報表以及報警等工作內容。

3 H測控保護功能層

本層是由一定數量的自動裝置與保護裝置組成，主要由分散安裝于就地開關柜的智能終端裝置、發變組保護等裝置構成。它的保護功能是獨立的，可以利用現場總線技術、光纖以及屏蔽雙絞線與通信管理功能層實現連接，從而達到分散監控這些裝置的目的。

（二）組成DCS系統的方式

通常而言，現場總線和10kV、6kV以及400V智能終端設備分別進行連接，同時經由通信管理功能層和上位機系統功能層進行連接。這種方式的結構成分比較清晰，能夠進行靈活的轉換，還可以分階段地進行實施，其擴充也比較容易。根據系統的實際情況，它一方面能夠由通迅管理功能層直接和DCS進行聯絡，另一方面還能夠直接經由以太網和DCS進行聯絡。

二、常見電氣系統控制接入方式

（一）硬接線接入

1 定義

這種接入方式是讓電氣監控系統中的電氣信息經由直流信號和空節點接入到DCS系統之中，通常包括了DI、DO以及AI等接入信息，它們分別代表著開關量的輸入以及輸出和模擬量的輸入情況。

2 優勢

（1）當完成連接電纜敷設之后，很少會發生使用故障，由此大大減少了維護的工作量。

（2）電氣量的輸入和輸出模件柜，大多采用了集中布置的模式，方便于進行管理，各個電氣設備能夠保持著良好的運行環境。

（3）可以大大減少信號傳遞的中轉過程環節，進一步提高信號的傳輸速度。

3 缺陷

（1）由于電氣監控系統在接入DCS的時候，其信息量相對有限，因此常常會導致系統的擴展性能降低。

（2）因為在實際接入DCS的操作中需要配置數目較多的輸出和輸入卡件、變送器以及電纜等設備零件，所以讓施工過程變得趨于復雜，投入的成本也比較高。

（3）由于在實際運行中需要和獨立的電能表搭配使用，卻因為某種特殊原因導致其難以實現自動化抄表性能的發揮。

（4）存在著比較嚴重的硬件配置重疊現象，對資源是一種浪費。

4 改進辦法

為了能夠盡量避免這種接入方式的某些劣勢，電力企業應當以通信方式取代這種接線方式。伴隨著最近幾年來通信技術的不斷進步，以太網和現場總線技術都在電系統中被大量地使用，給電氣監控系統接入DC奠定了基礎。

（二）通信方式和硬接線搭配接入

1 定義

該方式用的是分層結構的體系，包括了間隔層、站控層以及通信層。它的本質是把現今的網絡通信技術與電氣系統相融合，讓DCS中的電氣信息產生質變，為電力企業提供方便。

2 優勢

（1）不需要配置過多的組件，投入成本低廉。

（2）有著豐富全面的信息，同時其信息的數量和投資不產生任何聯系。

（3）能夠進行高精度的計量，采用自動抄表功能就能夠通過網絡進行操作。

（4）進一步提高了電氣系統的自動化能力水平。

3 缺陷

（1）通信實時性比較差。

（2）存在過多的信息中轉環節。

（3）節點的分散性比較強。

4 改進方法

為了大規模地推廣這種雙軌并行模式的接入方式，應該由生產廠家和電力企業進行有效的配合，才能更好地揚長避短，促進此種接入方式越來越普及。

（三）全通信接入

1 定義

在這種方式下，通信管理機能夠根據電廠的制作工藝過程進行配置，讓所有參與聯鎖控制的通信管理機和它們對應的CPU進行點對點的通信。

2 優勢

能夠讓通信具有較強的實時性，從而實現聯鎖控制這個目的。

3 缺陷

（1）網絡結構大于4層，將會影響到系統之間連接的實時性、穩定性以及緊密性。

（2）通信管理機通常要根據工藝過程搭配，對數量有要求，因此加大了投資成本。

4 改進方式

通過在全通信方式中依據DCS的各種需求，對控制信息和非控制信息進行區別，同時把參與工藝聯鎖的裝置經由通信接口與通信管理機進行接入，提高DCS信息的可靠性。

結語

隨著工業信息化的進程逐步加快，“科學是第一生產力”得到了廣泛認可。特別是在中國電力事業迅猛發展的今天，DCS系統的投入使用符合機爐電一體化協調控制的要求，也將極大地滿足電廠對安全生產和節能省力的調控運行要求，其現實意義十分巨大。

[1]閆天軍，郭偉，趙樹春.火電廠電氣監控系統接入DCS方式的分析.電力系統自動化，2006（06）：86-89.

[2]佘丹寧.火電廠電氣監控系統納入DCS監控的應用分析.低壓電器，2012（10）：55-58.

[3]崔世超，楊鵬飛.電力企業電氣監控系統接入 DCS 方式的研究. 硅谷，2012（03）：100-101.