火电厂电气自动化中分散控制系统的应用论文_王茂

火电厂电气自动化中分散控制系统的应用论文_王茂

丹佛斯自动控制管理(上海)有限公司 天津市 300102

摘要:时代处于不断的发展之中,社会形势瞬息万变,物质生活需求已经基本得到满足,人们对生活质量水平有更高的要求。火电厂与人们的生活息息相关,其发电形式在现代仍然占据极为重要的地位。与此同时,社会形势与时代的不断进步,越加凸显了火电厂在电力产业中的重要性。随着新时期火电厂电气自动化技术一直在进步,无形中也就使得火电厂电气自动化的分散控制系统处于发展之中。

关键词:火电厂;电气自动化;分散控制系统

1分散控制系统的起源及发展

1.1起源

20世纪80年代末,分散控制系统最早出现在美国,该系统首先选择使用的机组来源于望亭电厂30万k W的机组,其也是出现分散控制系统的开始。后来经过二十多年的不断改革和创新,分散控制系统的应用经验在逐渐的成熟,且经过人们的不断探索和研究后,扩张的范围更广,深度也更深。许多国家不单单只在监视锅炉和汽轮机时才运用此系统,更多的是关注此系统在发电、配电以及供电中的应用,特别是我国也有了许多的分散控制系统供应商对成套覆盖相关技术的掌握也越来越熟练。

1.2现状

现如今,分散系统在不同项目中得到了充分的应用,对于分散系统的可靠性得到了充分的认证,要是能够更好的对设计的软件进行优化和完善,就更有利于保障机组应用更为安全和正常。早在20世纪90年代初,我国就已将本国制造该系统取得的业绩跟国外进口的DCS取得的业绩进行了比较分析,并推出了几种比较优选的品种,而后进行了多年的电厂实验后,我国对分散控制系统不断的改进和提高,使其已跻身于国际的DCS水平,并很受电厂的肯定与欢迎。

1.3发展

如今分散控制系统逐渐往横向和纵向两个方向进行扩展,上至SIS,下至FCS,该系统在纵向延伸方面的体现就是出现了现场总线技术。现场总线技术具有节点多,数字化程度更高,开放性更强的特点,同时还将具有智能化的设备和系统融入其中,能够有助于交换设备运行中产生的数字量信息,从而实现双方共享和控制的目的,还能够有效避免依靠电缆进行单一传输的弊端。在经过相关技术的人员对现场总线的探索后,能够在一些靠近地表的仪器设备中利用好控制功能,使其能够通过功能块的方式达到组合和实现。但因为此系统是一种比较新颖的技术,国际上关于其统一的标准还未建立,因此还要不断的对其进行完善。

2分散控制系统特点概述

2.1 可靠性强。分散控制系统的构建原则为分散构造,对于系统的可靠性有较大保障。分散性结构主要从两方面体现,即系统功能与地理位置的分散。坚持分散原则,能够有效将系统结构的危险性降到最低,当部分设备发生故障时,不会瞬间影响到其他区域的工作。另一方面,对主要设备实施冗余配置,也是保证系统更具保障性的有效措施之一。工作人员可以针对控制器、通信设备等进行冗余配置,如果主设备有突发故障发生,后续设备能够较快适应工作,大幅度提升分散控制系统的利用率。分散控制系统通常还会应用部分模块化与标准化的软件,同样能够大力确保系统的可靠性。

2.2 监视性强。分散控制系统的应用是利用建设高智能操作员站,对现场的整体过程实施监督,进行生产操作。该系统的优势就在于其具备人机交互界面,工作人员可以通过现场之外的机器观察到工作现场的实时情况,观测性更加直观。

2.3 扩展性强。一般来说,分散控制系统应用的为递阶数据通信网络,能够有效实现通信分层化。该系统的组成方式较为灵活,硬件达到高度集成化,设备接口更具标准化与模块化,这都为系统较强的扩展性奠定了现实基础。

2.4 程序简易。分散控制系统的编程程序为控制图形界面和功能码控制组态,必要时会自动生成执行文件。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆系统对于操作人员的要求相对较低,不需要具备专业性的操作知识,仅需能够掌握填表与作图组态的方法就可以,并且程序的应用质量较为可靠,稳定性强。

2.5 维护便捷。分散控制系统的微处理器具备自动诊断的功能,在程序运行的过程中,还能够进行自我侦查程序运行,能够扫描硬件运行的状态,一旦有故障发生会在最快时间内作出报警指示,亮灯提示故障的部位与所具属性,系统维护的时间能够有效减少。系统的模件包括可带电插拔与接插结构,类型较少,后期的维护相对便捷。

3 分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用

电气自动化技术在火电厂中的应用实现了电厂生产控制的自动化,推动了火电厂的快速改革发展,而分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用可以为电气自动化提供综合自动化技术,可以进一步提高火电厂的自动化水平,使火电厂原有电气自动化系统功能得到延伸与拓展,大大提高火电厂综合控制功能。分层分布分散全微机自动化系统是分散控制系统在火电厂电气自动化中的一个典型应用,是基于分散控制系统平台之上开发而成的[3]。该系统将各台机组、各种终端设备通过工业以太网,使用IP通信协议进行互接互联,实现了控制系统的一体化运作,实现了对火电厂中生产设备的一体化、自动化、集成化控制,很好的满足了火电厂分散控制、集中管理的运营要求。

以某一火电厂为例,该火电厂在设计分层分布分散全微机自动化控制系统时,将系统控制主要集中于中央控制室,取消常规控室,将电气自动化部分、控制部分与网孔部分纳入到系统当中。这样,对于公用电气系统的检测控制和对升压站的检测控制就可以通过网控自动化系统来完成。分层分散自动化控制系统通过对控制模块的充分考虑,为了保证机组持续正常稳定运行,保证不会因机组停运而给网控自动化控制系统造成影响,决定设置两组机组[4]。当一号机组停运时,二号机组可以正常运行,其上的分散控制系统可以正常对公用电气系统、升压站等的运行状态进行检测,从而为火电厂电能的正常生产输送提供有力保障。

需注意,由于分散控制系统配置合理与否直接关系着其本身效能的发挥和整个电厂电力系统的运行状态,因而必须要对分散控制系统进行合理的配置。综合各方面考虑,该火电厂决定将一、二号机组分散控制系统及网控自动化控制系统采用相对独立设计方式,对两机组中的分散控制系统所有节点进行合理分配,保证实时通信功能正常发挥。这些节点主要有过程控制单元、操作站、历史数据站等。经独立设计调试运行后证明,这种设计方式可以较好保证数据的实时高效传输,组态信息、监控所得实时数据以及各种控制指令、信号等都可以及时传输至目的终端[5]。分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用,除了实现电厂系统运行的实时通信外,还能够大大提高系统数据传输的效率与可靠性,且实践应用效果进一步证明,火电厂电气自动化引入分散控制系统,为电厂的一体化、集中化管理,设备分散控制,系统运行状态监测等的实现提供了技术支撑与可能,是火电厂维持自身发展,提高自身自动化水平所做出的一项重要举措,对火电厂生产管理模式改革具有重要实践指导意义。

4 结束语

分散控制系统的整体架构包含了显示、计算机、通信以及控制技术,该系统可以说是以上几种技术的融合,通过对不同地方与功能各异的计算机进行连接,能够保证系统的可靠性更强、性能更好,提升计算机控制系统的质量,使其不仅在可靠性与性能方面更好,而且扩展性、程序以及后期维护都占据了一定的优势。文章首先分析了该系统的特点,继而对其具体应用,分别从3个方面进行了叙述,经过分析,说明系统的应用效果较好,不仅实现了控制的一体化,还能够满足现实需求,使功能更加完善。分散控制系统的应用能够让系统机组更加稳定,为企业创造更好的效益。

参考文献:

[1]王晓宇,张涛,刘树,操丰梅,刘志超,杨奇逊.火电厂辅机变频器低电压穿越电源[J].电力自动化设备,2015 (05):152-159.

[2]严伟,王淑超,侯炜,石铁洪,沈全荣.基于数字化技术的发电厂电气二次一体化方案[J].电力系统自动化,2012 (16):93-97+131.

[3]韩璞,董泽,张倩.自动化技术的发展及其应用在火电厂中的应用[J].华北电力大学学报,2009,35 (06):94-98.

论文作者:王茂

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/23

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