DCS系統在火電廠電氣控制方面的應用探討

摘要：隨著火力發電在我國電網建設中重要性的體現，對于火力發電的技術有了越來越高的要求。在火電廠中的電氣控制是十分重要的，直接關系到電力供應的質量。在科學技術快速發展的形勢下，火力發電中的電氣控制水平也在逐漸的提升，各種信息化、智能化和自動化的先進技術已經廣泛的應用在電氣控制方面，對電氣控制的有效提升做出了很大的貢獻，促進了火電廠的發展。DCS系統的應用在火電廠的電氣控制方面發揮了很大的作用，為火電廠的運行提供了便利的條件。

關鍵詞:DCS應用；電氣系統；控制方式

1 電氣控制進入DCS的目的

1.1 DCS系統在火電廠電氣控制方面的運用，可以提升整個發電機組的運行狀況。對于電氣系統可以實現全面的監控和管理，自動化水平有了很大的提升。先進的技術應用，可以促使電氣控制系統更快的提升。

1.2 DCS系統在內部運行方面具有很高的可靠性，對于控制系統的控制方式是通過控制冗余來實現的，避免了以往過多的終端操作程序，減少了故障的發生幾率，在內部的操作控制方面，更多的應用了聯動邏輯，避免了因為認為誤操作而產生的危害，所以DCS系統的應用提高了電氣控制系統的可靠性。

1.3 在DCS系統的操控下，將電氣系統中的監控和操作都納入其中，并且可以在任何一個終端實現對整個系統的控制，由此減少了值班人員的工作負擔，提高了工作效率，真正達到集控運行。

2 電氣系統控制的特點

2.1 電氣系統的測量是電流、電壓，其他參數如電度、功率、電抗、相位等都屬于電流、電壓的二次參數。測量的手段為PT、CT以及相應的電量變送器，狀態測量只有開關的輔助接點，電氣控制對象是斷路器、開關、接觸器，但對控制系統的輸出直接動作的是電磁線圈。從輸入、輸出看比較簡單，但是它們交叉在交流回路中，就對控制裝置提出了更高的抗干擾要求。特別是對那些輸入參量進行內部的二次運算處理比較麻煩，專業性也很強，這是電氣控制系統從輸入上對控制裝置提出的特殊要求。目前的DCS裝置還不具備直接接受PT、CT信號和進行電氣系統要求的二次參量特殊處理的能力，通常只能接受變送器的信號。

2.2 電氣參量的變化速度和異常狀態的發展速度是ms級的，保護、連鎖系統邏輯運算、輸出動作也必須是ms級的。因此，電氣控制對自動化裝置本身的信號采集、運算處理速度要求也很高。如果要讓DCS完成這些功能，則必須加快局部過程控制站的處理速度，過程控制站的處理速度加快，則處理能力和容量降低，必將導致硬件增加或者影響到其他功能的正常實現。

2.3 電氣控制專項的功能。如發-變組、發電機勵磁調節、故障錄波、發電機自動同期等，其內部功能運算處理有很強的專業性，目前DCS內部可調用和組合的功能很難完全滿足這種要求。

2.4 電氣系統運行過程中操作量極少，過程參數的調節也很少，除勵磁電壓外幾乎沒有可調節的量，運行過程的異常狀態大都是由保護裝置自動處理的。電氣系統的正常操作是對電氣局部系統和裝置的切投、運行方式的切換。這類操作頻率低，操作的速度響應要求也不高，但是對操作的準確性要求高。

3 控制方式探討

結合DCS及電氣控制系統與裝置的現狀，可以得出DCS實現電氣控制的基本原則，電氣控制的核心功能要充分應用原有的專用微機數字化裝置來實現。如發-變組保護、發電機勵磁調節、故障錄波等，這些裝置和系統的工作狀態、動作結果、經過裝置處理后數字化的輸入信息，就是通過通訊方式送入DCS中的。同時要保證這些控制系統在功能上自成安全獨立運行的體統，脫離DCS，無須外部干預就可以保證電氣系統運行安全。

目前DCS已經能夠實現的功能，就應該在DCS中實現，許多廠家的DCS中已有相應的模件，而且這些功能的實現和汽輪機的數字電液調節系統(DEH)密切相關，使用DCS實現這些功能有利于減少通訊量和I/O點，更經濟可靠一些。系統和裝置各自的投切邏輯，可以選用PLC實現。這一類控制邏輯關系比較簡單，但I/O量比較大，使用PLC比較經濟，而且可以和DCS進行數據通訊。為了提高可靠性，可采用冗余方式配置控制系統，而內部的運算速度可以人為設置。另一方面，在新建工程中，當DCS沒有完善前，還可以通過PLC的面板操作鍵盤或者隨機帶的編輯器，對控制對象進行臨時操作，作為畫面操作的后備。

4 需要注意的若干問題

4.1 系統設計的配合問題。對于DCS系統的設計尤為關鍵，直接關系到后期的運行狀態，所以在設計階段，應該全面的考慮問題。在以往的設計階段，基本都是由電氣專業的進行清單的列舉，然后由熱控專業的進行裝置，這種設計方式在對系統的實際應用方面的性能表現的不夠全面，影響到系統的實際運行。所以說，為了使系統能夠更好的適應實際性能的發揮，在設計階段，應該由兩個以上的專業共同完成，對于系統的容量、規模以及功能的分配等都要進行詳細的論證，對于實際上進入到DCS的量要有詳細的計算，對于其在實際運行中所要表現出來的功能，以及軟硬件的配置等，都要進行科學的論證，保證系統的高效運行。

4.2 電氣控制功能的分配。在實際的運行操作中，由于系統的控制邏輯以及各種參數的設置都是經過了事先科學的計算以及各種調試而得來的，并且一旦系統的運行模式形成后，在很長時間內都不會再改變。如果想要改變控制系統中的任何一個邏輯，都需要進過工程師站進行代碼的傳輸，而由于DCS系統并不具備在線傳輸的功能，所以說在傳輸的過程中，可能會對其他的程序造成誤操動，所以說對于電氣控制功能進行分配的過程中，必須注意這一現象。

4.3 裝置時鐘配合問題。對于DCS在電氣控制系統中的應用，可以實現對整個系統的控制，在實際的運行中是和各個獨立的微處理機共同完成的，而在每個獨立的裝置中都有其自身的時鐘。在現有的運行情況中，在裝置中進行時鐘的設計時并沒有考慮到和外界的配合，這樣在實際的運行中就容易出現信息的紊亂，所以說在進行裝置的時鐘設計時，應該充分的考慮到裝置的時鐘與外界環境的配合。

4.4 系統調試問題。在DCS系統應用到電氣控制系統中以后，對于系統的調試較之從前有所不同。在以前的系統調試中，在熱控系統和電氣系統方面的調試都是分開進行的，各自專業的人員對于相應的專業都非常的熟悉，所以調試效果較好。但是進入到DCS系統中以后，熱控調試人員對于電氣系統不熟悉，而電氣人員對DCS系統也不熟悉，由此就會造成調試功能的缺失。所以，為了保證系統能夠正常的運行，應該在調試階段，合理的分配人員，達到整個的優化，保證整個系統能夠正常穩定的運行。

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