DCS在電廠電氣監控中的應用

楊 俊

（湖北省電力勘測設計院，湖北 武漢 430040）

火力發電廠已經開始使用各項自動化技術。電廠逐漸實現了熱自動化，DCS監控系統的應用使電廠電氣的監控實現了智能化。但是，該系統在使用中還存在一定的問題，本文通過分析電氣中運用DSC進行監控的狀況，希望能夠促進電廠電氣監控。

1 DCS的定義和主要特征

1.1 DCS的定義

DCS指的是集散控制系統，是在20世紀70年代研發出來的，該項技術結合了綜合控制技術、圖像顯示技術、計算機技術和通信技術，能夠實現自動化的監控，其中央處理器就相當于一個微型的計算機。DCS通過運用計算機控制，實現了對電氣功能的控制，能夠實現空間上的集散控制，而且能夠將信息高效地傳輸到每一個系統中，實現了系統的分散化管理，從而能夠將各個系統上的信息進行整合，進行集中的監測和管理。DCS在設計的過程中，實現了集中監控的效果，而且各個系統能夠根據自身的要求進行分級管理，然后將數據匯集到總的線路中，實現綜合協調，這樣使系統能夠完成集中化的管理，又可以實現系統各自的功能，而且能夠將龐大的數據庫進行分類管理，運用高效的信息通信功能實現數據的傳輸。DCS系統現在已經被廣泛地應用到各類系統中，其能夠實現對生產的管理，而且能夠對系統的運行狀況進行監控，使企業在生產過程中可以獲得較為豐厚的效益。

1.2 DCS系統的主要特征

（1）友好性

DCS系統的顯示比較直觀，操作者能夠方便地看到自己所需要的信息，使用流程并不復雜，而且能夠在設備運行的狀態下進行監控。DCS系統能夠對設備的運行進行控制，而且能夠形成報表和畫面，通過報表和畫面使操作者能夠更加直觀的分析設備的運行狀況，而且系統的兼容性比較好，通過增加其他的軟件，可以使系統的性能得到擴充。

（2）實時性

DCS系統通過人機接口，能夠快速地收集信息，對設備的運行情況進行記錄和控制，能夠更加直觀的展現數據的變化，從而分析設備在運行中的問題，能夠實現對組態回路的調整，而且能夠對系統的結構進行完善。

（3）獨立性

DCS系統的每一個工作站都能夠通過兼容性的接口連接，而且能夠獨立完成各自的監控任務。DCS系統出現局部故障時，不會影響到整個系統的運行，能夠降低風險發生的幾率，從而能夠有效地對系統的負荷進行控制，使系統在使用中的安全性提高。

（4）靈活性

DCS系統的結構比較靈活，其結構呈現積木式，所有的軟件都按照一定的模塊來設計，都遵從一定的標準，能夠在軟件進行組態時，通過填寫表格改變系統的控制方法，能夠較為靈活的處理控制的方案，根據用戶的需要來改變監控的流程和方法。

（5）協調性

DCS系統中各個工作站的信息都能夠相互傳遞，運用通信技術將數據及時地傳送到各個工作站，對數據進行較為及時地處理，能夠實現系統的全面化功能。在運用網絡進行數據傳遞的過程中，可以通過網絡協議，提高數據傳輸的安全性，從而能夠對系統進行協調，各個工作站的信息通過網絡實現共享。

2 電廠中DCS的應用及存在的缺陷

2.1 熱工自動化的應用

發電廠在對老機組進行改造和對新機組進行調試的過程中都需要運用熱工自動化，這時就要運用DCS實現分散化的監控，其能夠實現對機械設備運行的監控。通過對設備功能的分析，DCS能夠收集設備的數據，然后按照一定的順序對設備進行控制，對設備運行的狀態進行模擬，從而確保在整個系統中機組可以正常的運行；在機爐維護的過程中，能夠根據不同系統的特點控制、在熱工自動化中，能夠對旁路的系統進行改造和優化，從而完善電氣監控系統。

2.2 電氣系統中的應用

DCS被廣泛應用于電廠的電氣監控中，它能夠將運行的數據記錄下來，通過反饋的方式，分析電氣設備存在的問題，通過越限報警的方式，運用直觀的畫面顯示設備的故障。然而，在實際應用中，DCS運行的狀態一般是運用數字或者模擬信號燈的方式來展現的，這就導致其運行的信息不能完全地展現出來，信息不能實現共享。而且，電氣系統在運行的過程中只能以專項運行的方式，如果要使用其他的操作方式，還要重新設計開關。現在，電氣系統中運用DCS進行監控主要存在數據監控的問題，DCS系統還沒有形成統一的數據接口，所以，通信還不是特別穩定，會出現通信中斷的問題，DCS的聯網自動化功能不強，在接入系統的過程中會存在一定的問題。

2.3 電氣監控管理系統中運用DCS

在電氣監控的過程中，DCS能夠實現信息的共享，使電氣的功能更加完善，運用分散式的監控方法，實現自動化的監控。

（1）電氣控制中現場總線的運用

現場總線主要是實現控制室和現場的連接，形成互動的控制，實現多站的連接，從而能夠實現數字化的控制。現在，現場總線與儀表連接在一起，但是，現場總線處在通信系統的末端，還不能實現互動的通信，而且在通信的過程中變量比較單一。現場總線能夠提高通信的距離，而且數據傳輸過程抗干擾，所以，現場總線通信控制系統已經成為DCS系統的一個重要分支。

（2）電氣監控管理系統整體的設計

軟件的結構設計要實現對人機界面的設計，人機界面主要由在線部分和離線部分構成。在線部分主要是對子系統運行進行控制，能夠傳輸系統數據，實現對數據的顯示，而且能夠實現與系統控制人員的互動。離線部分主要是根據系統提供的畫面，實現對數據的組態和配置，將系統要定義的界面與信息顯示出來，從而更加直觀的分析系統的運行狀態，通過繪制報表和截圖的方式，提供信息的實時查詢。在設計子系統時，要實時分析系統，這個系統能夠實現各個工作站的互動，實現信息的共享，通過對數據進行監測和處理，能夠維護各個站點的信息。設計報表管理子系統時，可以運用數據統計的方法，形成報表存儲數據。設計數據庫組態子系統時，可以先對電氣系統進行整體的表述，然后對電氣監控系統的運行狀態進行分析，將電氣運行狀態的數據記錄并保存。設計高級應用系統時，可以通過此系統實現與網絡的連接，使數據的傳輸更加便捷。設計硬件結構時，要將現場總線與電氣中的子系統聯系在一起，通過通信的方式，將數據傳輸到各個工作站中，強化對數據的管理。電氣監控系統的硬件主要由前置機構成，能夠管理現場總線。

3 結束語

在對電廠電氣進行控制和管理的過程中，采用DCS技術實現自動化的監控，結合計算機技術和通信技術，實現對各個站點信息的傳遞，實現了數據的共享與數據的雙向傳遞，能夠完善電氣管理的自動化水平，通過反饋的方式，分析電氣設備存在的問題，通過越限報警的方式，運用直觀的畫面顯示設備的故障。

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