摘要:绍了电力行业将电气系统纳入DCS监控的发展历史和现状,归纳了电气纳入DCS监控的优点;结合岭澳二期工程项目的特点,提出了电气纳入DCS的原则、主要内容,及一套初步的实施方案.

　　分散控制系统(DCS)以微机处理器为基础,融合了计算机技术、通信技术和图形显示等现代技术,整个系统由各个独立子系统组成,各个子系统之间利用通信网络进行数据交换,共享系统资源,使控制系统成为一个完整的整体,实现“分散控制,集中监控”,提高了系统的可靠性、安全性、经济性和灵活性,具有较高的性能价格比,在国内外电厂和其他的工业自动控制领域获得了广泛的应用.

　　国内20世纪90年代以后设计的300MW及以上的机组,热工控制协调基本采用了DCS,之前建设的电厂也纷纷开始了DCS改造.相比之下,电气控制纳入DCS要落后许多.在热工控制自动化水平很高的情况下,传统的电气控制方式已不能与热工DCS控制方式相协调,直接影响到了电厂自动化控制水平的全面提高.因此,提高电气自动化控制水平的需求日益增加.

　　1电气纳入DCS的现状

　　起初只是电气进入DCS的数据采集系统DAS,即重要的电气模拟量、开关量及电度脉冲量在DCS中进行状态监视、越限报警、事故顺序记录及报表打印等.以后逐步将厂用电动机的控制纳入了DCS的顺序控制系统SCS,发电机以及厂用电的控制也相继纳入了DCS.但在相当长一段时间里,即使将发电机和厂用电的控制全部按进入DCS设计,许多电厂还仍然保留了较大的电气控制屏.造成这种现象的主要原因是由于受到电气传统控制方式的束缚和传统运行、检修专业划分的影响,电厂运行人员对全部CRT监视、计算机键盘及鼠标操作还有疑虑,对DCS的可靠性不放心.随着电厂DCS系统可靠性的提高,运行经验的积累,这种冗余设置的弊端日益突现.由于控制室的面积不能减少,电气控制系统投资的额外增加,特别是增加的运行维护工作量都使得电厂的经济效益受到了一定的影响.

　　在2002年新版的《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》中,增加了关于发电厂电气系统的计算机监控及变电所和发电厂网络部分的计算机监控.针对单元控制室的布置,规程规定:“对DCS控制方式,操作员站及辅助屏的设置应与热控专业相协调”;对于电气系统的计算机监控部分,要求:“当单元机组的电气系统采用DCS控制时,在单元控制室内,电气、热控的自动化水平宜协调一致”.这份新规程的实施,预示着电气进入DCS控制已不再是探索,而是进入了全面的推进阶段.所以最近几年新建电厂都纷纷取消了常规的手动控制方式,开始全面采用计算机控制.

　　2电气纳入DCS监控的优点

　　将电气系统纳入DCS监控与以往的电气设备在辅助控制屏上用控制开关实行一对一强电硬手操作及监测采用常规仪表方案相比,具有以下主要优点:

　　(1)减少控制室面积.电气纳入DCS监控,原有的硬操控制开关、显示仪表、报警光字牌可大大减少,辅助屏可以减小或者取消,减少控制室占地面积,使整个控制室布置更加协调美观.

　　(2)减少运行、检修人员工作量.由于DCS系统的硬件设备均为标准化模块,检修、更换非常方便,同时,原有的控制开关及常规仪表备品备件的数量和种类可以减少,降低了检修人员的工作量;DCS系统都采用标准的图形化界面,软件系统操作简单、易学易用;各种必要的电气量参数都可以在CRT上得到,免去了现场抄表的不便;利用同样的操作站可以同时完成机电炉等各系统的操作,操作界面统一.

　　(3)系统运行更加安全、可靠.采用计算机控制后,运行人员的操作主要通过键盘和鼠标实现,计算机系统预设的自诊断和连锁保护功能,可以指导运行人员按照正确的顺序执行操作,提供丰富的附加信息帮助运行人员做出正确的判断;特别是数字化运行规程的使用,可以减少人因错误的发生.

　　(4)可实现信息的实时交换.通过网络与其他系统进行通信,实现信息实时交换和共享.目前尚独立于DCS控制之外的电气专有装置,比如发变组保护、自动准同期装置、发电机自动调整励磁装置都已经实现了数字化,在这些数字化装置和DCS之间建立通信,可以很方便的进行大量数据信息的即时交换.

　　(5)结合更多的智能型终端设备,可以节约控制电缆.传统的控制方式下,1个电气量如果被多个用户使用,就需要同时送到多个用户处,而且1个信号就需要1对信号线.现在数字设备之间的数据交换可以采用数据总线或者光缆连接,特别是配合远程I/O的使用,可以在大幅增加数据量的同时减少电缆的敷设数量,既节省了投资也方便了施工.