DCS在电厂电气监控中的实践探讨

林小华

（福建闽能咨询有限公司，福建福州350000）

DCS在电厂电气监控中的实践探讨

林小华

（福建闽能咨询有限公司，福建福州350000）

我国电网覆盖范围广，在后期管理中存在很大压力。为了保证电厂电气运行的安全和稳定，技术人员通过多年研究，有效将DCS技术应用到电厂功能强大的电气监控系统中。结合当前电气监控系统中分散监控系统存在的问题，有效地进行数据分析，对电厂机组的监控加以完善，提高整体的工作效率。当前，DCS技术在各个领域都得到了应用，其主要应用了先进的监控技术和管理技术，能够及时、准确地对监视对象的信息进行收集、整理、分析，对于不同的项目，该技术具有灵活性和可扩充性，因此适应性非常广。下面就对这些方面进行分析，希望能给有关人士提供一些借鉴。

DCS技术；电气系统；热工自动化；现场总线

在电厂电气监控中，DCS比传统方式灵活很多，功能和作用也都得到了提升，下面就深入进行分析。

1 对DCS的特点进行分析

DCS属于一种集散控制系统。该系统融合了很多技术，例如计算机技术、通讯技术、图形显示技术、综合控制技术，其核心内容是微小型计算机，可以对电厂电气设备进行监控，收集各个设备的信息数据，然后对信息进行集中操作。在应用DCS技术时，需遵循集中操作、分而自治、分级管理、综合协调、分散控制等原则。

DCS技术的特点十分明显[1]，具体如下：①具有友好性。在电网电气设备监控中，应用DCS后显示更为直观，工作人员观察方便，操作比较简单；在此基础上，还可以提供装置运行状态下的可监视性能。这一系统功能强大，例如可以为用户提供体统组态、画面组态、报表组态、控制组态等组态软件，这样系统可以灵活地扩充。②具有很好的实时性。利用人机接口可以对实时数据进行收集，对监控信息的变化情况进行记录、操作和控制。除此之外，还可以对系统结构、组态回路等进行在线维护和在线修改。

2 分析DCS实践应用中存在的问题

2.1 分析在电气系统中应用存在的问题

当前的电气系统应用了DCS来记录数据，在CRT画面上显示，但对于DCS实际运行状态而言，需要使用安装在盘台上的模拟信号、仪器仪表等进行显示数据，导致整个电气系统反映出的信息不完整，不能做到信息共享。除此之外，对于电气系统而言，只能根据专项功能进行运行操作，需要在线路上设置专项操作开关，增加了复杂度[2]。当前，在数据通信方面存在问题，没有统一的管理规范，因此在接口连接上存在问题；通信不稳定，导致通信经常中断。在电气联锁方面存在问题，不能发挥DCS在自动化方面的优势。

2.2 分析在热工自动化中应用存在的问题

当前的发电厂都是在老机组的基础上改造的，通过应用DCS，可以对炉子、机器设备有效地进行监控。按照DCS的作用功能来划分，可以将其分为3个系统，在对机炉、机组运行情况进行控制时，不同的系统发挥的作用也不同。为了有效地对其进行控制，在设计中，技术人员在原有的控制系统基础上增加了电气监控系统ECS、汽机保护系统ETS，虽然满足了实际功用，但是改造工作比较复杂，需要投入大量的人力和物力，且后期操控比较复杂，导致工作量增加，管理成本增加。

3 DCS在电厂电气监控中的实践应用分析

3.1 DCS在现场总线方面的实践应用效果

对于现场总线而言，主要包括2个部分，分别是现场仪表和连接控制室系统，通过二者的有效配合，最终就形成了全数字化、多站、双向的通信系统。技术人员都清楚，现场仪表要与现场总线连接，由此可见，现场总线位于整个通信系统的最底层，其能够实现多变量、双向的通道，与传统的通信系统相比，其不仅可以单向传输，还可以双向传输，有效地提高了工作效能。在数字化通信系统的基础上来建设现场总线，可以在现场、控制室之间实施双向、多变量的通信。随着通信速率、通信距离的提升及抗干扰技术的成熟和发展，DCS得到了钢架广泛的应用。当前的现场总线通信控制系统属于新一代的控制系统，比传统集中式的数字控制系统性能优越很多，在实践应用中发挥的作用更大。

3.2 DCS的设计情况

DCS的设计包括软件结构设计和硬件结构设计。其中，软件结构设计主要包括以下4点：①对人机界面的子系统进行设计。这一系统包括离线部分和在线部分，对于在线部分而言，可以实时执行子系统的运行，做好相应的控制管理工作。当系统发出相应的信号和数据之后，人机界面的子系统就能显示出来，同时可以让监控系统运行的工作人员进行实时的交互工作。对于离线部分的设计而言，其主要作用是进行画面的绘制，对组态进行配置，可以很好地将显示的界面定义出来。除此之外，还可以对显示的信息进行配置，提供信息、棒图、报警曲线等，利用历史数据库中存储的相关信息直接进行信息的显示和查询。②对实时运行的子系统进行设计。这一系统主要对系统中各个工作站进行监视，监视的内容有通信数据、维护信息等，同时对数据进行整理分析，这也是监控系统的核心工作内容[3]。③做好对报表子系统的设计。该系统可以定义、打印报表，对数据进行统计，做好相应的存档管理工作。④对数据库组态的子系统进行设计，其作用是描述电气系统的整体情况，还可以为运行系统提供准确的运行参数等数据，记录数据时应用了数字化模式，因此工作效率得到提高，工作中可以实时进行数据保存，不需要人工手动进行设置。

3.3 硬件结构的设计情况

在应用的电气监控管理系统中，主要是利用总线把各个子系统连接到一起，使用通信管理设备将电厂内的硬件设备连接到一起，其主要控制系统都是由DCS单独来完成的。硬件主要包括3个层次，最底层的前置机利用总线和通信管理层进行连接，可以有效对测控层设备进行保护，对相关的通信信息及时进行处理，完成处理工作后，以太网通信结构就会把信息传递到主站层。技术人员要清楚，对于其中的DCS系统而言，也是通过电气监控管理系统、以太网进行连接的，这样就可以形成一个完整的监控管理体系，相关电气运行时都可以实时监控，对所有信息都进行了记录，确保运行的安全与稳定，将其作用发挥到最大。

3.4 DCS施工及监理要点

在进行DCS施工前，工作人员开箱检查，要求有生产厂家、质量合格证，验收后各个部门负责人签字。安装设备型钢底座时，控制高度在400～600 mm的范围，保证底座的强度和稳定性，并对其进行除锈处理。然后对DCS进行接地施工，其接地电阻种类较多，电阻较低，接地施工要在土建施工中配合进行，不同接地系统是相互独立的，主要包括防雷接地和基准接地。防雷接地小于5 Ω，单独敷设防雷接地网；对于基准接地而言，也应该单独设置，电阻小于1 Ω。通常会使用3根直径为20的铜棒，设置间距为3 m，在其上部设置绝缘塑套，下部距离地面2 m，接地线和铜板连接在一起，铜板要对地绝缘。

4 总结

通过以上对DCS在电厂电气监控中的实践分析，发现DCS的作用很大，可以弥补监控系统中的不足，有效地对电厂电气设备进行监测，提高了电厂电气的自动化水平，也提高了电气运行管理水平。在以后的发展中，技术人员要了解相关技术，及时进行技术更新，做好技术融合，提高整体的工作效率。

［1］闫天军，郭伟，赵树春.火电厂电气监控系统接入DCS方式的分析［J］.电力系统自动化，2016，30（11）：86-89.

［2］佘丹宁.火电厂电气监控系统纳入DCS监控的应用分析［J］.电气传动自动化，2013（3）：32-34.

［3］王伟，刘振国.火电厂电气监控系统接入DCS方式的分析［J］.房地产导刊，2015（20）：114-115.

〔编辑：刘晓芳〕

TM621

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.127

2095－6835（2017）18－0127－02