DCS在電廠電氣監控中的實踐探討

林小華

（福建閩能咨詢有限公司，福建福州350000）

DCS在電廠電氣監控中的實踐探討

林小華

（福建閩能咨詢有限公司，福建福州350000）

我國電網覆蓋范圍廣，在后期管理中存在很大壓力。為了保證電廠電氣運行的安全和穩定，技術人員通過多年研究，有效將DCS技術應用到電廠功能強大的電氣監控系統中。結合當前電氣監控系統中分散監控系統存在的問題，有效地進行數據分析，對電廠機組的監控加以完善，提高整體的工作效率。當前，DCS技術在各個領域都得到了應用，其主要應用了先進的監控技術和管理技術，能夠及時、準確地對監視對象的信息進行收集、整理、分析，對于不同的項目，該技術具有靈活性和可擴充性，因此適應性非常廣。下面就對這些方面進行分析，希望能給有關人士提供一些借鑒。

DCS技術；電氣系統；熱工自動化；現場總線

在電廠電氣監控中，DCS比傳統方式靈活很多，功能和作用也都得到了提升，下面就深入進行分析。

1 對DCS的特點進行分析

DCS屬于一種集散控制系統。該系統融合了很多技術，例如計算機技術、通訊技術、圖形顯示技術、綜合控制技術，其核心內容是微小型計算機，可以對電廠電氣設備進行監控，收集各個設備的信息數據，然后對信息進行集中操作。在應用DCS技術時，需遵循集中操作、分而自治、分級管理、綜合協調、分散控制等原則。

DCS技術的特點十分明顯[1]，具體如下：①具有友好性。在電網電氣設備監控中，應用DCS后顯示更為直觀，工作人員觀察方便，操作比較簡單；在此基礎上，還可以提供裝置運行狀態下的可監視性能。這一系統功能強大，例如可以為用戶提供體統組態、畫面組態、報表組態、控制組態等組態軟件，這樣系統可以靈活地擴充。②具有很好的實時性。利用人機接口可以對實時數據進行收集，對監控信息的變化情況進行記錄、操作和控制。除此之外，還可以對系統結構、組態回路等進行在線維護和在線修改。

2 分析DCS實踐應用中存在的問題

2.1 分析在電氣系統中應用存在的問題

當前的電氣系統應用了DCS來記錄數據，在CRT畫面上顯示，但對于DCS實際運行狀態而言，需要使用安裝在盤臺上的模擬信號、儀器儀表等進行顯示數據，導致整個電氣系統反映出的信息不完整，不能做到信息共享。除此之外，對于電氣系統而言，只能根據專項功能進行運行操作，需要在線路上設置專項操作開關，增加了復雜度[2]。當前，在數據通信方面存在問題，沒有統一的管理規范，因此在接口連接上存在問題；通信不穩定，導致通信經常中斷。在電氣聯鎖方面存在問題，不能發揮DCS在自動化方面的優勢。

2.2 分析在熱工自動化中應用存在的問題

當前的發電廠都是在老機組的基礎上改造的，通過應用DCS，可以對爐子、機器設備有效地進行監控。按照DCS的作用功能來劃分，可以將其分為3個系統，在對機爐、機組運行情況進行控制時，不同的系統發揮的作用也不同。為了有效地對其進行控制，在設計中，技術人員在原有的控制系統基礎上增加了電氣監控系統ECS、汽機保護系統ETS，雖然滿足了實際功用，但是改造工作比較復雜，需要投入大量的人力和物力，且后期操控比較復雜，導致工作量增加，管理成本增加。

3 DCS在電廠電氣監控中的實踐應用分析

3.1 DCS在現場總線方面的實踐應用效果

對于現場總線而言，主要包括2個部分，分別是現場儀表和連接控制室系統，通過二者的有效配合，最終就形成了全數字化、多站、雙向的通信系統。技術人員都清楚，現場儀表要與現場總線連接，由此可見，現場總線位于整個通信系統的最底層，其能夠實現多變量、雙向的通道，與傳統的通信系統相比，其不僅可以單向傳輸，還可以雙向傳輸，有效地提高了工作效能。在數字化通信系統的基礎上來建設現場總線，可以在現場、控制室之間實施雙向、多變量的通信。隨著通信速率、通信距離的提升及抗干擾技術的成熟和發展，DCS得到了鋼架廣泛的應用。當前的現場總線通信控制系統屬于新一代的控制系統，比傳統集中式的數字控制系統性能優越很多，在實踐應用中發揮的作用更大。

3.2 DCS的設計情況

DCS的設計包括軟件結構設計和硬件結構設計。其中，軟件結構設計主要包括以下4點：①對人機界面的子系統進行設計。這一系統包括離線部分和在線部分，對于在線部分而言，可以實時執行子系統的運行，做好相應的控制管理工作。當系統發出相應的信號和數據之后，人機界面的子系統就能顯示出來，同時可以讓監控系統運行的工作人員進行實時的交互工作。對于離線部分的設計而言，其主要作用是進行畫面的繪制，對組態進行配置，可以很好地將顯示的界面定義出來。除此之外，還可以對顯示的信息進行配置，提供信息、棒圖、報警曲線等，利用歷史數據庫中存儲的相關信息直接進行信息的顯示和查詢。②對實時運行的子系統進行設計。這一系統主要對系統中各個工作站進行監視，監視的內容有通信數據、維護信息等，同時對數據進行整理分析，這也是監控系統的核心工作內容[3]。③做好對報表子系統的設計。該系統可以定義、打印報表，對數據進行統計，做好相應的存檔管理工作。④對數據庫組態的子系統進行設計，其作用是描述電氣系統的整體情況，還可以為運行系統提供準確的運行參數等數據，記錄數據時應用了數字化模式，因此工作效率得到提高，工作中可以實時進行數據保存，不需要人工手動進行設置。

3.3 硬件結構的設計情況

在應用的電氣監控管理系統中，主要是利用總線把各個子系統連接到一起，使用通信管理設備將電廠內的硬件設備連接到一起，其主要控制系統都是由DCS單獨來完成的。硬件主要包括3個層次，最底層的前置機利用總線和通信管理層進行連接，可以有效對測控層設備進行保護，對相關的通信信息及時進行處理，完成處理工作后，以太網通信結構就會把信息傳遞到主站層。技術人員要清楚，對于其中的DCS系統而言，也是通過電氣監控管理系統、以太網進行連接的，這樣就可以形成一個完整的監控管理體系，相關電氣運行時都可以實時監控，對所有信息都進行了記錄，確保運行的安全與穩定，將其作用發揮到最大。

3.4 DCS施工及監理要點

在進行DCS施工前，工作人員開箱檢查，要求有生產廠家、質量合格證，驗收后各個部門負責人簽字。安裝設備型鋼底座時，控制高度在400～600 mm的范圍，保證底座的強度和穩定性，并對其進行除銹處理。然后對DCS進行接地施工，其接地電阻種類較多，電阻較低，接地施工要在土建施工中配合進行，不同接地系統是相互獨立的，主要包括防雷接地和基準接地。防雷接地小于5 Ω，單獨敷設防雷接地網；對于基準接地而言，也應該單獨設置，電阻小于1 Ω。通常會使用3根直徑為20的銅棒，設置間距為3 m，在其上部設置絕緣塑套，下部距離地面2 m，接地線和銅板連接在一起，銅板要對地絕緣。

4 總結

通過以上對DCS在電廠電氣監控中的實踐分析，發現DCS的作用很大，可以彌補監控系統中的不足，有效地對電廠電氣設備進行監測，提高了電廠電氣的自動化水平，也提高了電氣運行管理水平。在以后的發展中，技術人員要了解相關技術，及時進行技術更新，做好技術融合，提高整體的工作效率。

［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［J］.電力系統自動化，2016，30（11）：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［J］.電氣傳動自動化，2013（3）：32-34.

［3］王偉，劉振國.火電廠電氣監控系統接入DCS方式的分析［J］.房地產導刊，2015（20）：114-115.

〔編輯：劉曉芳〕

TM621

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.127

2095－6835（2017）18－0127－02