发电厂电气控制系统中的现场总线技术运用分析

发电厂电气控制系统中的现场总线技术运用分析

逯曼

关键词：发电厂；电气控制系统；现场总线技术；ELMS系统

进入到现代化建设时代后，电力供应逐渐成为社会建设的重要影响因素，发电厂在实现现代化管理的过程中，开始运用现场总线路技术，结合发电厂条件与发展现状，完善其内部结构，实现现场总线路技术建设有效进行。但是对于电气控制系统中现场总线技术的应用，目前还存在一些问题，需要在实践当中予以解决。

1现场总线技术优势

1.1具有较强的开放性

对于发电厂电气控制系统中的现场总线技术，开放性是其最为显著的一个特点。因为现场总线监控系统采用分布式结构，覆盖了发电厂内的所有控制器节点，可以全面采集这些节点信息，并对其进行管控[1]。节点设置有利于现场总线控制系统在发电厂中的应用，为智能现场设备的监控提供支持，同时也能够组成不同模式的网络拓扑结构，实现监控工作的精细化处理。

1.2节省资金成本

发电厂电气控制系统运行期间，除了要对系统最终效果进行考虑之外，还要将系统投资、收益等问题作为讨论的重点。以往搭建现场总线系统，因为系统本身带有封闭性，所以对于时间、资金的需求比较大，系统开发成本相对较高，从而增加发电厂的经济负担。但是在运用现场总线技术之后，能够有效减少投资成本，获得更高的收益。

1.3具有分散性特点

现场总线技术在发电厂电气控制系统中应用，体现出分散性的特点。因为控制器节点主要以散点状态分布，并不依存于主机。所以，以现场总线技术为核心的电气控制系统在运行过程中，便将原来的大系统精细化分为若干个小系统，且小系统彼此为分散状态，分别完成各自的工作。

2发电厂电气控制系统内部结构

2.1ELMS系统

ELMS系统是电气控制系统中，使用现场总线技术进行电气控制的其中一个组成部分。ELMS系统当中并没有切实可行的方案，实现通信形式和DCS系统的衔接，代表ELMS系统和DCS系统的连接只能够利用I/0硬接线来实现，一方面无法保证现场总线技术应用的效果，另一方面也会增加硬接线购买的成本，同时还会导致资源浪费。

ELMS系统中包含的2种方案如下：其一，方案在发电厂内部电气设备、电动机系统控制方面应用，该系统为DCS系统，为了与系统有效连接，可以运用I/0硬接线，再通过ELMS系统对发电厂内部的电气设备以及电动机等进行监管；其二，这种方案和第一种方案存在差异[2]。一方面，对于电气设备工作的监控工作，是由机组DCS系统负责，另一方面，电动机控制工作则是由DCS系统负责，ELMS系统主要是进行监管，工作人员必须要在发电机组控制中心增设ELMS系统操作站，对管理检测工作进行监督。

2.2EFCS系统

EFCS系统是在ELMS系统的基础上进行创建，并对原系统进行优化与完善之后获得。首先，EFCS系统将DCS系统连接途径进行了拓展，实现通信连接、网络连接以及信息共享，将ELMS系统以往存在的问题及时解决，避免应用硬接线增加成本。此外，EFCS系统也具备重复采集放置信息的功能，将系统操作流程简化。

整体来说，EFCS系统的运行，是通过以下两种方法实现，其一，将硬接线与通信相连接，尽管这种类型的监控方法和以往所应用的硬接线方式不同，但是操作原理大体相同，因此操作人员可以快速掌握方法。硬接线与通信连接的监控方式主要是在高压电动机、大于100kW低压电动机中使用；其二，实现全通信。对于“全通信”的操作更多是以小型电气设备为主[3]。当前发电厂电气控制系统中所使用的ELMS系统，功能还需要进一步，按照发电厂发展情况行对系统进行优化，并且在DCS系统对电气设备进行控制期间，建议组建多功能监控系统，其中包括监视、报警以及电能管理等诸多模块。如此一来，可以实现功能的自主设定，节省人力资源，尽快完成控制投资成本这一目的。

在社会经济、信息技术飞速发展的现在，电气设备类型也越来越多，这为连接端口赋予了多样化的特征。鉴于此，发电厂需要对现场总线技术制定统一的标准，能够在既定时间内将通信方式替换为硬接线监控，最大限度的降低成本，实现发电厂经济效益最大化。

3发电厂电气控制系统中的现场总线技术的运用

发电厂内部的DCS系统规模整体来说不是很大，当系统内部引入一定量的电气I/0，便会对其造成限制，无法满足当前发电厂提出的相关要求。现场总线控制技术在发电厂电气控制系统中运用，能够有效提高ELMS系统信息的容量，将设备无法实现系统检测现象彻底解决，系统便可以针对发电厂内部的就地电气智能装置组织监督与控制，经过实践获得了显著的效果。管理人员针对系统采集到的信息进行分析与处理，便可以发现其中可能存在的故障，并通过遥测、电气状态等相关信息，利用现场总线技术以及相关通信渠道，将其传动到DCS系统中，这种操作方式非常简便，利用命令控制、开关位置便可以尽快实现。

现场总线技术在电气控制系统中运用，也可以通过其具备的地能装置进行现实模拟量的采集，DCS系统利用数字通信的方式便可以得到相应的数据。将其与以往使用的采集模式进行对比，就地采样一方面可以全面获取电气设备的信号，另一方面也可以节省数据传输对于专业通信电缆数量方面的要求，使设备维修更加简单，减小了硬接线成本。对于发电厂相关设备的维护，可以实现自主选择，为设备操作人员以及维修人员提供全面、准确的信息，使现场安全事故维修效率得到提升。

当前，与现场总线控制系统有关的电器设备一方面数量较大，另一方面类型也相对较多，再之目前电气自动化产品的质量并没有达到统一，电气设备质量标准不完善，这便会使系统检测的难度加大[4]。因此，发电厂在窜则电气自动化产品供应厂家时，必须要从多个方面进行考虑，选择综合实力强的供应厂家，为后期采购设备的质量以及协调性奠定基础。

对于节点的布置，为了保证通信流畅性，尽可能的缩短缩短总线敷设间距，建议从支路节点数量方面入手，通过合理控制将其限制在相应的范围内。进行节点布置的过程中，也要规避信号干扰，操作人员按照制定的方案组织安装、调试发展，保证系统能够有效运行。

结束语

综上所述，发电厂电气控制系统中应用现场总线技术，能够有效替换传统信息采集方式，减少安全故障，保证操作人员的人身安全，同时也减少了资金投入，实现节省资金的目的，并且增加经济效益，为今后发电厂的稳定运行奠定扎实基础。

参考文献：

[1]吴行健.现场总线技术下供电系统接触网远动监控可靠性评估[J].自动化与仪器仪表，2019（02）：125-127+132.

[2]徐龙.现场总线技术在1000MW二次再热机组的应用研究[J].现代工业经济和信息化，2018，8（18）：45-46+65.

[3]冯言勇，李昱，方俊伟.国内大型火电机组基于现场总线技术的智能化电厂设计[J].中国仪器仪表，2018（12）：25-30.

[4]田莉，沈锡阳.基于组态软件和现场总线技术的分拣入库控制系统[J].盐城工学院学报（自然科学版），2018，31（04）：18-21.