电厂电气自动化中分散控制系统的应用

自人类进入工业化时代以后,电能成为了影响社会发展的最重要能源,时至今日,虽然人类的科学技术水平在以惊人的速度不断发展,但电能仍然是必不可少、无可替代的一种能源,这一背景奠定了电厂的重要地位。在电厂的运行过程中,需要运用到诸多先进的技术和设备,尤其是自进入信息化时代以来,电厂实现了电气自动化控制,而分散控制系统正是电厂电气自动化中的一个重要系统。现阶段,分散控制系统的应用性能仍处于不断完善之中,如何进一步发挥出分散控制系统的优势来提升电厂效益是当前的重要研究课题。以下就联系实际来浅要谈谈电厂电气自动化中分散控制系统的应用,仅供参考。

1.分散控制系统简介

(1)分散控制系统的理论和技术

分散控制系统(DCS)是一种先进的仪表控制系统,目前其在工业领域中拥有着十分广泛的应用。分散控制系统在设计中是基于“分散控制,集中管理”的理念,通过运用多结构分级和结构间合作形式来实现分散控制与集中管理的功能。微处理器是分散控制系统的基础结构,人机接口单元、现场控制站以及数据通讯系统等则是组成微处理器的主要单元。微处理器的特点是控制功能分散而显示操作集中,这样既可以有效保证自身的管理功能,又能够确保整体的协调。为了满足实际功能需求,在分散控制系统的设计中引入了多种先进的设计理论,如分散管理理论、集中控制理论、分层管理理论等,以及多种先进的技术,如计算机技术、通讯技术、显示技术、数据控制技术等,这样多理论和多技术的结合使得分散控制系统具有组建配置灵活、可实时监控等优点。再者在分散控制系统中还加入了自我诊断功能,可使系统基于适当冗余配置及诊断模件级进行自我诊断,这大大提高了系统的可靠性、节约了后期检测维修的时间。

(2)分散控制系统的特点

①分别分散控制特点

分散控制系统之所以会在工业领域中拥有非常广泛的应用,主要原因之一是其具有较强的安全性与可靠性,而其安全可靠的根本原因则在于系统的高分散性。在极高的分散性之下,系统的障碍和危机也会被逐层分散、弱化直至消失。同时,分散控制系统的结构分散可以大大提高各个设备的实际利用率。另外,不仅只有设备功能和操作可以分散,还可以通过人员分散或地域分散等来分解阻碍危机。

②分阶分散控制特点

所谓分阶,指的是对系统中各个结构组成间的协调与互动实施分级,以使各分级均可顺利完成相应工作范围内的协调工作,而避免与其他结构组成之间发生摩擦。分阶的分散控制是提升设备实际利用率的关键途径,也是分散控制系统的一项突出特点。

③自动协调特点

自动协调是分散控制系统的突出特点之一。分散控制系统实现监控功能的原理是利用集中的中央控制系统和数据通信系统依托于采集站来进行监视。由于中央控制系统和数据通信系统中所采用的微处理器不同,所以二者可以有效处理好不同的问题。在拥有了自动协调能力后,分散控制系统的信号处理及数据收集和计算效率都会得到大大提升。

④开放性特点

分散控制系统是开放性的,这是系统具备完善的适宜性和较强的可移植性的原因,同时,开放性特点也在很大程度上增强了系统的实用性。开放性的分散控制系统在实际应用过程中可以实现不断的更新换代、不断的引入更加先进的技术设备,并大大节省成本花费,提高性价比。

2.电厂电气自动化中分散控制系统的应用

在我国的现代化建设过程中,一项重要任务就是不断推动智能电网的建设。自人类发明了电以后,世界发生了翻天覆地的变化,现如今人类的生产生活都已经离不开对电能的应用,所以电厂的建设和发展可谓关乎着广大人民群众的切身利益。但众所周知,电厂运行的能耗是巨大的,而在当今建立节约型社会理念的号召下,电厂必须要积极寻找节约能耗的措施和方法。后来,随着电气自动化技术的出现和发展,使得很多行业和领域的工作都发生了巨大的变化,电厂工作亦然。将电气自动化技术应用在电厂当中,既能够提高电厂运行效率,又能够增强电厂运行安全。而分散控制系统作为电厂电气自动化中的一个重要系统,它的应用对于电气自动化系统功能的发挥具有着十分关键的作用。

(1)通信网络系统

电厂电气自动化中分散控制系统在实际应用过程中,有一项非常关键的环节就是系统各结构部分之间的信息数据交换,而这需要运用到通信网络系统功能。实时的通信网络是分散控制系统中的核心功能之一,通过它可以及时掌握最精准的信息数据资料,并对各类突发事件提出最有效的解决措施方案。通信网络系统主要是由总线式的结构所组成的,无源无主形式的同轴电缆是系统结构的主要传播媒介,其通过以太网的形式来进行信息数据管理,在符合通信协议的前提下实现数据的传输和信息的共享。再者,非实时的通信网络也是通信网络系统的重要组成部分,通过它可以实现一些非紧急的数据传输。这种两条通信路径分别使用的形式大大缓解了单一路径通信的压力,同时也提升了数据传播的高效性与精准性,而不必担心会出现过多的数据传输错误。因此,通信网络系统的应用可以更加有效的保障通信供应地区正常社会活动的开展。

(2)监控系统

在现代社会的各行各业当中都广泛应用了监控系统,例如在生产活动中应用监控系统,可以对正常的生产活动进行实时监控,从而及时发现不符合生产要求的环节或产品,并及时发出警报通知工作人员进行处理。而在电厂电气自动化中的分散控制系统中,监控系统的主要应用目的是为了严格监测系统运行过程,以便及时发现系统的异常运行状态或不安全情况。在具体的应用过程中,首先需要将相关参数输入到监控系统当中,确定准确的系统运行参数范围,然后当系统在运行过程中出现超出正常范围数值的情况时,监控系统就会自动判别为异常情况并向上层发出警报,以提醒工作人员及时对系统进行检查和维修;与此同时,系统还会在最短时间内自动切断错误电路,以避免引发安全事故。另外在进行故障线路系统检修过程中,系统还能够同时控制其他运行的线路,以确保系统仍旧可以保持正常运行状态,而不会影响到电能供应。

(3)安全防护系统

电厂电气系统在运行过程中,“安全”二字永远都是第一位的,只有先保证了安全,才能够保证其他功能的正常发挥。而通过在分散控制系统中应用安全防护系统,是保证系统安全的最重要措施。安全防护系统在应用中,需要先输入安全隐患条件,然后将安全防护系统开启,让二者相结合来保护系统的安全运行,同时扫描甄别安全系数,在监控系统的辅助下强化安全防护功能。有了安全防护系统的保护,系统即可更加安全可靠的运行。

3.工程实例分析

以某新建电厂的电气自动化中分散控制系统设计为例:在电厂的规划建设中,根据实际需求,邀请相关专家和技术人员进行全面的分析,以实现集中管理和分散控制为目的,充分利用分散控制系统来设计电气自动化控制系统。结合电厂的实际情况,对两个机组的DCS和NCS分别做独立设计。NCS系统中主要包括现场控制站、端子柜、扩展继电器柜、操作员站等,通过AB双网控制总线连接。由于软件为开放式系统,因此结合信息网络,连接DCS与IP通信协议,将DCS和NCS系统显示在OPU上,以确保数据共享。采用两台单元机组共同馈电的模式进行系统供电,保障电源之间的相互切换及NCS系统的正常运行。DCS系统中应用了单元机组ECS,其主要由现场控制站、端子柜、扩展继电器等组成,可有效实现对系统的现场控制和调节功能。系统在设计完成后,经过为期一年的试运行,显示系统运行正常,电气操作控制稳定可靠,各项功能均达到了预期要求,实现了对电厂的一体化控制。后期又对电气自动化控制系统结构进行了进一步优化、对其功能进行了进一步完善,可以更加有效的保障机组的安全可靠运行,同时后期维护检修也比较方便。

4.结语

综上所述,分散控制系统具有分别分散控制、分阶分散控制、自动协调以及开放性等特点,它在电厂电气自动化中有着十分重要的应用,是保障系统安全可靠运行的必不可少环节。因此在电厂电气自动化中分散控制系统的实际应用中,应当要把握好相关要点,对系统设计进行不断优化,以充分发挥出系统的优势和功能。

摘要：现代人的生产生活都离不开电能,所以电力行业的发展关乎着千家万户。近年来,随着科技的快速发展,电气自动化在现代电厂中已经十分普及,其既提高了电厂运行效率,又增强了电厂运行安全。而分散控制系统是电厂电气自动化中的一个重要系统,它的应用对于电气自动化系统功能的发挥具有十分关键的作用。本文主要针对电厂电气自动化中分散控制系统的应用进行了研究,希望有助于相关行业的进步和发展。

关键词：电厂,电气自动化,分散控制系统

参考文献

[1] 李彩芬.刍议火电厂电气自动化中分散控制系统的应用[J].山东工业技术,2018(18):152.

[2] 王颖.电厂电气自动化中分散控制系统的应用[J].建材与装饰,2018(36):211-212.

[3] 徐义刚.发电厂电气自动化中对分散控制系统的应用分析[J].科技经济导刊,2018,26(20):86.