DCS在电厂电气监控中的实践应用

DCS在电厂电气监控中的实践应用

杜镇锋

阜新金山煤矸石热电有限公司，辽宁省阜新市， 123006

摘要：近年来，电网覆盖范围不断扩大、电力能源供应可靠性要求不断提升，使我国电厂电气监控越发受到关注，业界也对电厂电气监控展开大量研究，基于此，文章将简单介绍DCS，并对DCS在电厂电气监控中的实践应用进行阐述，希望能给相关人士带来一些启发。

关键词：DCS；电气监控；实践应用

前言：DCS也称分散控制系统，主要是通过分布式控制、操作和集中式管理的设计模式，采用多层分级和合作自治的方式，做大特点就是实现集中管理和分散控制。近年来，DCS已经被广泛运用到电力、石化、冶金等各个行业中，各地电厂的热工自动化改造工程中经常能出现DCS的身影，而且随着实践发现，电气系统纳入DCS已经成为进一步提升电厂自动化水平的有效途径，DCS在电厂电气监控中实践开展研究具备的较高现实意义。

1. DCS的应用现状及特点

1.1DCS的应用现状

控制技术的进步是科技进步打来的重大变化，DCS控制系统作为一种先进的控制技术必不可少的会被引进发电厂的电气设备控制中。DCS是通过利用多台微小型计算机的运行，在功能上和地理上实现分散控制，同时利用高速数据通道对各个分散点的信息集中收集，从而达到对信息集中操作和监控的目的。DCS设计的主要原则是集中操作、分而自治、分级管理、综合协调、分散控制，这样系统不仅可以实现集中化的操作功能、信息管理功能以及控制功能，同时具有采集、处理大规模数据及信息通信的功能。DCS控制技术的引进，减少大量仪表盘的使用，使得数据采集更为简便，同时也节省大量的人力和物力，可以允许发电厂一天24小时不间断运行。目前DCS在各个行业中监控管理的应用，已经取得了巨大的经济效益和社会效益。另外，在DCS控制系统被引入电厂电气设备控制的过程中，需要根据发电厂电气设备的具体特点对现有系统的逻辑和控制电路进行相应的改造。

1.2DCS的主要特点

DCS的5个主要特点是：①友好性。DCS系统的显示更加直观，方便操作，并且在操作设备时可以提供监视功能，该系统可以向用户提供包括过程控制组态、报表组态、画面组态、系统组态等组态软件，时，系统能够灵活扩充；②实时性。通过人机接口，DCS可以对数据变化进行实时地收集、处理、记录、操作、控制、监视等操作，从而实现对组态回路及系统结构的在线修改和维护；③独立性。在DCS系统中，每一个工作站都可以通过网络接口进行连接，且独立完成任务，这使得系统风险性和控制负荷得到有效分散，提高系统的可靠性；④灵活性、适应性、可扩充性。DCS系统采用积木式结构，对系统软件和硬件设施采用标准化、模块化、开放化的设计，让系统能够通过组态软件填写一些表格式的操作，改变某些控制方案和配置，达到改善生产流程和工艺的目的；⑤协调性。DCS系统中的工作站之间可以实现各种消息的相互传输、数据处理优化和系统总体功能的优化，再利用比较可靠、安全、实时的网络和通信网络协议，实现协调工作和信息共享。

2. 电厂电气监控中使用DCS系统的优缺点

2.1优点：

①可靠性高。利用分散式结构，实现系统功能和地理位置分散，将系统危险性分散，当局部设备发生故障时也不会影响其他部分设备正常运行，提高整个系统的可靠性。对关键设备（如控制器、关键电源、关键通信设备等）实施冗余配置，当主设备发生故障时，备用设备可以接管工作，将系统可利用率进一步提高；②实时监测。DCS系统利用高级智能通信站提供的信息实现现场监视和操作过程监控，实现对现场设备状态和参数变化的实施监测，有利于掌握现场设备的状态和进行远程操控；③维护方便。DCS系统微处理器具有自动诊断功能，可以实现自动诊断程序的操作，当检测到异常是，会立即发出警报并提示异常部位和异常状态，提醒工作人员及时维护，模块可在线拆卸，维护方便快捷。

2.2缺点：

①DCS系统对外界运行环境要求比较严格，必须保证系统在合格的湿度状态和恒温状态下运行。若温度过低，会造成测量仪器在测量数据是出现误差，甚至产生静电，从而影响信息数据的传输；若湿度过大会导致电子设备受潮，使测量的信息数据准确性受到影响。

②容易受到电磁场的影响。DCS是通过信息平台实现系统设备的运行的，电磁场对信息数据传输有重要影响，因此，在DCS系统运行时一定要做到有效屏蔽，防止系统运行期间产生感应电流。同时，应严格禁止工作人员在系统设备运行期间使用手机等一切通信工具。

3. 电气监控管理系统中DCS的应用

3.1电气监控系统中现场总线的应用

现场总线主要通过连接控制室系统和现场设备，形成全数字化、多站化、双向性的通信系统。现场总线始终与现场仪表相连接，使得现场总线处于通信系统的底层，从而实现双向、多变量的通道，改变传统通信系统的只能单向的、发送一个参数的缺点。现场总线基于数字化通信系统，能够实现在控制室和现场之间的双向、多变量通信，同时，在通信距离、速率及抗干扰能力技术的不断提升背景下，现场总线通信控制系统已经成为DCS系统之后新一代有效控制系统。

3.2电气监控管理系统整体的设计

在电厂电气监控管理系统中，自动装置和电气中众多的保护系统通过现场总线有机地结合，系统硬件设施通过通信管理装置与电气工作站、DCS系统有效连接。在电气监控管理系统中，基本的控制系统都是有DCS系统完成的，电气工作站主要用于对电气的监视维护、在联网状态下进行信息优化、加强对信息的管理工作，使得电气系统能够维持正常运行。人机界面子系统，主要包含在线和离线两个部分。在线部分是子系统的实时运行，显示系统中发送的信息数据，并能够使监控系统运行中的工作人员进行实时的交互工作。离线部分的主要功能是提供画面的绘制和组态配置，让工作人员能够定义需要显示的界面，并对界面信息进行配置，得到必要的报警曲线、棒图等信息，可以通过历史数据库中的信息进行查询和信息显示。数据库组态子系统，主要是对整个电气系统的整体描述，提供电气监视系统实时运行需要的相关参数设置，使用数字化方式完整记录并保存在实时数据库中。

结语：传统的电厂电气设备控制系统无法满足社会发展的需要，DCS在电厂电气监控中的应用是综合考虑的必然趋势，DCS系统将显示技术、计算机技术、通信技术和控制技术充分结合，实现了分散管理、集中控制，具有较高的可靠性、实用性，实现电厂电气设备不间断运行，提高电厂工作效率，降低运营成本。

参考文献

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[2]张新燕.分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用[J].科技传播,2013,（7）:207-208.

[3]林小华.DCS在电厂电气监控中的时间探讨[J].科技与创新,2017（18）：127,131.