DCS系统电力工程论文

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1.dcs配置及控制方式探讨

1.1DCS配置

如图1.DCS控制系统及图2.ISA总线所示，网络节点的分布上，遵循节点间点对点通讯相对独立的原则：从结构上讲，DCS在结构上采用双网冗余结构,形成冗余容错网，解决了传输设备产生故障后所引发的网络连接问题，从而提高了网络的可靠性能

同时，DCS的传输介质是光纤，因而能够在更大的程度上解决有关通讯电缆的抗电磁干扰性差方面存在弊端，从而在远程控制器之间实现通讯创造实现的条件。此外，通过将相关的冗余DPU连接在同一交换机上以实时点对点的数据跟踪和拷贝，各个冗余DPU在交换机上直接转发也就实现了主干网网络负荷的减轻。这样在电气系统进入DCS时具有如下特点：首先，信息集中得以实现。虽然有关分散控制系统的构成由不同厂商设备所组成，在实现信息集中方面存在弊端，但是只要处理得当，就可以实现通讯问题的良好解决；其次，发挥了专门控制装置的优势，促进系统的总体构成合理、实用经济等条件的达成，从而促使控制装置可靠性的发挥；再次，界面清晰的电气控制。由于电气控制的界面比较清晰，对于传统的专业化系统的调试、维护以及检修等功能的实现十分有利。

1.2控制方式探讨

DCS实现电气控制的基本原则是：充分应用原有的专用微机数字化装置来实现电气控制的核心功能；同时在功能上，保证这些控制系统自成安全独立运行，即使脱离DCS也能在无需外部干扰的情况下，实现电气系统安全运行。在控制方式方面，由于控制逻辑关系比较简单，因而使用PLC能够提升数据通讯的性价比。这种控制方在目前DCS所能够达成的功能中，诸多厂家的DCS具有了与其功能相对应的模件，虽然经济实惠，但是可靠性大大的降低了，因此，针对这种控制方式，可以采取人为设置内部的运算速度、使用冗余方式配置控制系统；其次是在新建的工程中，对于尚未完善前的DCS系统，通过PLC的面板操作键盘或者随机带的编辑器实现临时操作控制对象的目的。我们以机组自启停控制系统为例子来阐述，首先，在机组启动之前，要对电气系统在内的整个机组的启动条件进行统一的、综合的检查。当汽轮机的转速接近额定转速时，就应及时的启动励磁系统；其次，一定负荷时，由运行人员进行干预实现厂用电之间的切换；再次，停机时，由汽轮机的停机主控回路发出停机的相应指令，关闭电气系统。

2.火电厂电气系统纳入DCS的必要性分析

随着我国电力系统的努力与发展，电气二次专业逐渐形成了一套严密的技术与管理模式。当前，火电厂电气专业自动化技术在全国范围内的推广，促使在电气专业管理方面积累了丰富的制造、设计、运行及维护的经验。而火电厂电气专业自动化管理水平的提高，很大程度上来自于计算机及网络技术的推广与应用。但是从设计、制造及专业技术管理上来讲，由于火电厂的电气二次专业和热控专业在我国电力系统中一直是相互独立的，导致火电厂的电气专业在计算机和网络技术的应用上呈现出了明显的滞后局面。为缩小与国外电气专业发展差距，。近年来，国内为此进行了许多有益的探索和尝试，并取得了有关大型计算机分散式控制系统（DCS）在电气专业中应用的经验。同时，计算机数字网络技术的发展，为DCS在火电厂电气专业中的应用创造了有利的发展环境。首先，由于DCS具有很高的可靠性，对于硬接线、按钮等造成的故障，能够起到很好的规避效果，同时还省去了大量操作终端；其次，内部构成的联系逻辑，能够实现配置冗余等形式的制系统替代原有固态逻辑与继电器模式的目的，实现误操作可能性的降低，进而提高了火电控制的可靠性；最后，由于电气的运作、监控均被囊括在DCS中，实现运行人员在任意的DCS的终端(CRT)上，实现对电气系统的整个机组的干预与控制，达到了运行监控的真正集控运行能力。因此，为提高火电厂电气专业的DCS系统管理的水平，以实现整个火电厂的自动化与综合化，就应采用现代化工具和手段实现高水平完善的监控，从而实现电气系统对整个机、炉、电机组的综合自动化以及厂级运行管理目标的达成与实现。

3.DCS引入电气控制系统的现状及应关注的问题探究

3.1DCS引入电气控制系统的现状分析

当前，在火电厂的电气专业实现DCS系统的完全纳入是比较困难的，必须使各级人员采取慎之又慎的态度才能够实现DCS的完全纳入，究其原因，主要有以下几方面：首先，目前电气控制设备及自动装置基本都实现微机化，DCS不能与这些设备实现通信、数据共享，也就导致DCS在电厂中的应用还缺少足够的实践经验，尚未取得成熟的运行经验，也就导致DCS被限制在试点工程上采用；其次，专业人员在DCS应用系统方面的知识尚不丰富。在生产与设计单位，由于电气与热工人员之间存在专业知识渗透不足，导致电气人员对DCS的了解程度不够；再次，传统的电气控制观念难以打破。电气专业自身所具有的安全性高、可靠性要求高的特点，导致电气专业的运作中必须具有较为严格的保护措施，因此，DCS在电气专业中的应用就受到了来自传统观念的强烈抵制。最后，主控室到设备之间需铺设大量电缆，施工工作量大、改造周期长、费用高。不能实现对保护测控装置的智能化管理，也大大减少了监控的信息量的采集，DCS系统不能实现对电气量（尤其是交流）的故障录波，无法对故障及异常运行进行深入分析和处理。

3.2DCS引入电气控制系统需要关注的问题探究

3.2.1系统设备之间的配合问题

在传统的DCS设计中，有关其自身的容量、规模、结构设计以及与DCS厂家的技术联络均是由热控专业完成。在这些工作方面，电气专业由于与热控专业之间的交流与配合较少，对于DCS系统全面引进电气专业的效率产生了深刻的影响。因此，为提高DCS系统在电气专业的使用，首先，由电气专业对变送器的状态、清单以及明细进行设计，此后热控专业依据所列变送器的明细实现分配；在此过程中，由于电气专业性很强的功能，有关机组综合控制的电气控制功能、逻辑功能设计在DCS中有关位置的分配等问题，必须要由热控专业与电气专业的共同配合才能完成；其次，电气专业还应与就相关的技术等问题与DCS的生产厂家之间进行及时的交流与谈判，对于DCS对电气系统的特殊化要求进行深入的了解，从而实现厂家在有关DCS生产的硬件制作、系统功能及硬件配置等方面给与特定的关注。3.2.2时钟控制配置依据上面DCS系统的原理图可知，整个机组的控制装置是由若干独立的微处理机和DCS构成的。在各种独立的微处理机中，各独立装置均具有自己的时钟控制。也就是说，为实现DCS与电气专业的有机配合，就应关注有关时钟控制的配置问题。但是在现实的工作中，不少装置并未在设计时将独立装置的时钟问题与外界进行配合，也就没有制定相应的对接方法，造成DCS系统中带时标的信息产生紊乱，进而影响到整个电气专业的管理质量。

3.2.3电气装置功能的分配

首先，由于火电厂的热工专业与电气专业功能各异，在使用DCS进行电气控制功能的分配问题时，应就这一特点进行不同的设置。电气专业系统由于参数设置、控制逻辑的及固定的东西较多，调试合适后重复的工作少，但是很长时间就不容许系统退出；但是热工控制的逻辑和设计参数变化的东西多，重复工作多，有关功能及整定参数的修改都需要由工程师站对过程控制站进行代码的传输。由上述热工专业与电气专业所具有的特点可以看出，同一过程站中若电气控制与热工控制项目同时存在，那么对于热控项目或是项目参数的修改都存在导致电气系统误动问题的产生。有上述分析可知，实现DCS在电气控制功能过程站的分配，就应对上述问题给与充分的关注。其次，对于新建工程的首台机组，在过程站分配时考虑临时投入厂用电的控制、保护，以便提前局部带电促使厂用电授电遭遇DCS的复原、带电。

3.2.4DCS系统的调试

电气专业控制进入DCS系统，增加了有关热控、电气相互配合作用，有关调试的组织方法、措施以及技术重点就产生了与原有控制系统的差异。正是由于传统热控系统的控制对象是热机系统，就导致机务人员与热控人员之间的分工是十分明确的：DCS内部的调试都由热控人员完成电气控制。但是当电气专业进入DCS系统后，在电气人员对DCS不熟悉的情况下，如何加强热控人员与电气专业的配合，对于发挥DCS系统的功能是十分重要的。因此，在实际的管理中，有关电气控制的功能应由电气人员来负责，而有关DCS装置和所有电气信息的处理及功能调试，则主要是由电气人员；来实现与之相关的保护逻辑功能。同时，由于大部分进入到DCS的信息是由通讯的方式进入，由此可见，通讯设备的可靠性与合理性就成为DCS整个系统能否实现正常工作的前提。此外，为实现厂用电授电和DCS的带电矛盾问题的解决，应在DCS系统的调试准备阶段依据具体的实际情形提出有关技术、安全措施的解决思路，进而实现机组安全稳定运行的同时，保证厂用电系统的安全稳定过渡。