火电厂电气监控系统接入DCS方式探究

张经龙（广西方元电力检修有限责任公司，广西 百色 533615）

伴随着科技的进步，信息技术手段被广泛应用于人类生活的方方面面，而计算机控制也逐渐进入到工业生产领域之中并迅速占据主导地位。到目前为止，自动化控制已经成为工业的主流和发展趋势。在火力发电厂的电器设备全面步入到DCS监控时代之后，怎样才能合理利用现代信息的高速监控手段就成为了火电厂监控系统的核心研究内容。

一、DCS系统的基本概况

（一）DCS系统的主要功能

1 通信管理功能层

本层的主要作用是将DCS对由电气后台工作站发出的修改定值指令或者测控保护功能层的控制指令等命令传递到各相关装置中，同时将各个装置中的信息传递到DCS系统或者电气后台的工作站里。

2 上位机系统功能层

本层主要包括电气后台工作站系统和DCS系统。其中的电气后台工作站系统主要负责电气系统设备的维护和管理、计算电能电量、故障录波以及保护定值等修改，同时还兼具下达指令的功能。它们都是由DCS系统实现对画面的显示、打印、事件记录、生成报表以及报警等工作内容。

3 H测控保护功能层

本层是由一定数量的自动装置与保护装置组成，主要由分散安装于就地开关柜的智能终端装置、发变组保护等装置构成。它的保护功能是独立的，可以利用现场总线技术、光纤以及屏蔽双绞线与通信管理功能层实现连接，从而达到分散监控这些装置的目的。

（二）组成DCS系统的方式

通常而言，现场总线和10kV、6kV以及400V智能终端设备分别进行连接，同时经由通信管理功能层和上位机系统功能层进行连接。这种方式的结构成分比较清晰，能够进行灵活的转换，还可以分阶段地进行实施，其扩充也比较容易。根据系统的实际情况，它一方面能够由通迅管理功能层直接和DCS进行联络，另一方面还能够直接经由以太网和DCS进行联络。

二、常见电气系统控制接入方式

（一）硬接线接入

1 定义

这种接入方式是让电气监控系统中的电气信息经由直流信号和空节点接入到DCS系统之中，通常包括了DI、DO以及AI等接入信息，它们分别代表着开关量的输入以及输出和模拟量的输入情况。

2 优势

（1）当完成连接电缆敷设之后，很少会发生使用故障，由此大大减少了维护的工作量。

（2）电气量的输入和输出模件柜，大多采用了集中布置的模式，方便于进行管理，各个电气设备能够保持着良好的运行环境。

（3）可以大大减少信号传递的中转过程环节，进一步提高信号的传输速度。

3 缺陷

（1）由于电气监控系统在接入DCS的时候，其信息量相对有限，因此常常会导致系统的扩展性能降低。

（2）因为在实际接入DCS的操作中需要配置数目较多的输出和输入卡件、变送器以及电缆等设备零件，所以让施工过程变得趋于复杂，投入的成本也比较高。

（3）由于在实际运行中需要和独立的电能表搭配使用，却因为某种特殊原因导致其难以实现自动化抄表性能的发挥。

（4）存在着比较严重的硬件配置重叠现象，对资源是一种浪费。

4 改进办法

为了能够尽量避免这种接入方式的某些劣势，电力企业应当以通信方式取代这种接线方式。伴随着最近几年来通信技术的不断进步，以太网和现场总线技术都在电系统中被大量地使用，给电气监控系统接入DC奠定了基础。

（二）通信方式和硬接线搭配接入

1 定义

该方式用的是分层结构的体系，包括了间隔层、站控层以及通信层。它的本质是把现今的网络通信技术与电气系统相融合，让DCS中的电气信息产生质变，为电力企业提供方便。

2 优势

（1）不需要配置过多的组件，投入成本低廉。

（2）有着丰富全面的信息，同时其信息的数量和投资不产生任何联系。

（3）能够进行高精度的计量，采用自动抄表功能就能够通过网络进行操作。

（4）进一步提高了电气系统的自动化能力水平。

3 缺陷

（1）通信实时性比较差。

（2）存在过多的信息中转环节。

（3）节点的分散性比较强。

4 改进方法

为了大规模地推广这种双轨并行模式的接入方式，应该由生产厂家和电力企业进行有效的配合，才能更好地扬长避短，促进此种接入方式越来越普及。

（三）全通信接入

1 定义

在这种方式下，通信管理机能够根据电厂的制作工艺过程进行配置，让所有参与联锁控制的通信管理机和它们对应的CPU进行点对点的通信。

2 优势

能够让通信具有较强的实时性，从而实现联锁控制这个目的。

3 缺陷

（1）网络结构大于4层，将会影响到系统之间连接的实时性、稳定性以及紧密性。

（2）通信管理机通常要根据工艺过程搭配，对数量有要求，因此加大了投资成本。

4 改进方式

通过在全通信方式中依据DCS的各种需求，对控制信息和非控制信息进行区别，同时把参与工艺联锁的装置经由通信接口与通信管理机进行接入，提高DCS信息的可靠性。

结语

随着工业信息化的进程逐步加快，“科学是第一生产力”得到了广泛认可。特别是在中国电力事业迅猛发展的今天，DCS系统的投入使用符合机炉电一体化协调控制的要求，也将极大地满足电厂对安全生产和节能省力的调控运行要求，其现实意义十分巨大。

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[3]崔世超，杨鹏飞.电力企业电气监控系统接入 DCS 方式的研究. 硅谷，2012（03）：100-101.