摘 要：主要介紹了電氣DCS控制糸坑ECS的組成及其在熱電廠電氣自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，從而有效地提高了整個電氣控制的安全性和可靠性，最終實現(xiàn)了電廠的機(jī)、爐、電集中管理，協(xié)調(diào)運行。 關(guān)鍵詞：分散控制系統(tǒng)，電氣DCS控制系統(tǒng)，集中管理，協(xié)調(diào)運行 The application of DCS decentralized control technique Oil engine set electricity system Abstract：The composition of Electricity DCS Control System ECS and the application on electricity automatic control system in hot electricitygenerating station were introduced mainly，So as to improve the safety and reliability of the whole electricity control electivdy，and realize in—tegrated management of machine，batch and electricity in electricity generating station ultimately and compatible operation． Key words：Decentralized Control System（DCS），Electricity DCS Control System（ECS），centralized control，compatible operation 　　隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，新建的發(fā)電廠，熱工專業(yè)已全面在單元控制室采用微機(jī)分散集中控制系統(tǒng)（DCS）控制，逐步形成了數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）、燃燒器管理（BMS）四大系統(tǒng)，為了與熱控專業(yè)在控制水平上協(xié)調(diào)一致，共享資源，充分利用計算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)性，電氣專業(yè)也越來越多地采用了DCS控制技術(shù)，有效提高整個電氣控制的安全性和可靠性，從而實現(xiàn)了機(jī)、爐、電集中管理，協(xié)調(diào)運行。 1 分散控制系統(tǒng)（DCS）組態(tài)原則 　　本工程熱工控制系統(tǒng)主要由DCS構(gòu)成，其主要監(jiān)控范圍包括鍋爐、汽機(jī)、除氧給水等輔助系統(tǒng)。DCS由冗余配置的分散處理單元、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和人一機(jī)接口組成，系統(tǒng)按縱向分層．橫向按工藝系統(tǒng)劃分若干個功能區(qū)的分層分散的原則進(jìn)行組態(tài)。系統(tǒng)功能區(qū)內(nèi)的被控對象在DCS硬件組態(tài)時保持適當(dāng)?shù)莫毩⑿裕员ＷC單個控制站故障時不影響機(jī)組的運行。DCS系統(tǒng)易于組態(tài)，易于使用，易于擴(kuò)展，3套DCS通過網(wǎng)橋進(jìn)行連接，增加系統(tǒng)靈活性，降低過程控制總線數(shù)據(jù)通訊負(fù)荷，保證整個DCS的可利用率至少為99．9％。 2 電氣DCS的監(jiān)控和控制（ECS） 　　1）本工程電氣與熱控合用一套DCS，這種方式達(dá)到了機(jī)、爐、電控制界面的統(tǒng)一，便于實現(xiàn)全能值班，電氣作為一個子系統(tǒng)進(jìn)入DCS，資源共享。 　　2）根據(jù)本工程的電氣主接線和廠用電接線，電氣ECS監(jiān)測和控制的對象主要有：a．發(fā)電機(jī)一變壓器組；b．高壓廠用工作及備用電源；e主廠房內(nèi)低壓廠用變壓器；d．輔助車間低壓廠用變壓器6kV側(cè)斷路器；e，單元程控電動機(jī)；f.保安電源；g．直流系統(tǒng)；h．交流不停電電源。 　　3）ECS監(jiān)控的內(nèi)容和方式。 　　為完成上述電氣控制功能所必需的電氣信息量包括：模擬量有電流、電壓、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等電量和溫度等非電量；開關(guān)量有斷路器、隔離開關(guān)以及接地開關(guān)的位置信號、繼電保護(hù)裝置動作及報警信號、運行監(jiān)視信號及有載調(diào)壓變壓器分接頭位置信號等。 　　上述信息量中部分采用硬接線，部分以通信方式送入DCS。 　　4）ECS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 　　a．站控層。站控層負(fù)責(zé)來自前置層的全部數(shù)據(jù)的傳輸和處理功能。 　　b．現(xiàn)場總線方式間隔層。6kv配電裝置現(xiàn)場總線采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，利用CAN總線方式通過屏蔽雙絞線接人通訊管理機(jī)。380V配電裝置現(xiàn)場總線也采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用MODBUS通信協(xié)議，利用RS485接口以屏蔽雙絞線方式接入通訊管理機(jī)。以上通訊管理機(jī)采用MODBUS通信協(xié)議，利用RS485接口送入ECS站控層，接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的物理通道可采用屏蔽雙絞線。通信管理機(jī)負(fù)責(zé)把各個保護(hù)測控裝置的數(shù)據(jù)整理匯總，再將這些信息上送至EC發(fā)變組、起備變和線路保護(hù)采用MODBUS通信協(xié)議，利用RS485接口送入ECS站控層，接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的物理通道采用屏蔽雙絞線。 　　c．硬接線方式間隔層。非總線方式進(jìn)入ECS的電氣量信息主要含ECS發(fā)出的控制閉鎖指令（D0），參與順序控制的重要斷路器狀態(tài)量（DI）以及其他沒有通過總線方式進(jìn)入DCS的狀態(tài)量（DI）和模擬量（AI），這些信息量需要通過電纜接到ECS或DCS其他部分的輸入飾出接口柜上，輸入飾出接口柜均放置在機(jī)組電子設(shè)備問中。 　　d．ECS主要功能。數(shù)據(jù)采集與處理，能通過現(xiàn)場（I／O）測控單元采集有關(guān)信息，檢測出事件，故障，狀態(tài)，變位信號及模擬量正常，越限信息等，進(jìn)行包括對數(shù)據(jù)合理性校驗在內(nèi)的各種預(yù)處理，實時更新數(shù)據(jù)庫，其范圍包括模擬量，數(shù)字量和脈沖量等。模擬量采集包括電流、電壓、有功、無功、頻率、功率因數(shù)等電量和溫度等非電量，并實現(xiàn)如下功能：定時采集、越限報警。數(shù)字量采集包括斷路器，隔離開關(guān)以及接地刀閘的位置信號，保護(hù)動作信號、運行監(jiān)視信號及有載調(diào)壓變壓器分接頭位置信號等，并實現(xiàn)如下功能：定時采集、設(shè)備異常報警、事件順序記錄（SOE）和操作記錄。 　　脈沖量的采集包括有功電度和無功電度等，并實現(xiàn)如下功能：能連續(xù)采集電度脈沖量，能根據(jù)各回路PT，CT二次變比及脈沖電度表參數(shù)計算并轉(zhuǎn)換為實際電度量進(jìn)行累加，能對采集的電度量進(jìn)行分時段和方向進(jìn)行統(tǒng)計，當(dāng)系統(tǒng)因故中斷計量時，能進(jìn)行人工置數(shù)保證其電量累計的正確性，同時有保護(hù)措施，不丟失原累積值，具有與相應(yīng)模擬量平均值進(jìn)行校核的功能。智能接口數(shù)據(jù)：發(fā)變組微機(jī)保護(hù)屏、線路保護(hù)屏、起備變保護(hù)屏、6kV配電裝置、380V配電裝置等。 　　e．監(jiān)視。在DCS工程師站能通過CRT對主要電氣設(shè)備運行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，畫面調(diào)用采用鍵盤、鼠標(biāo)或跟蹤球。顯示的主要畫面如下：電氣一次接線圖，包括顯示設(shè)備運行狀態(tài)、各主要電氣量（電流、電壓、頻率、有功、無功）等的實時值。 　　f．報警。在DCS工程師站當(dāng)所采集的模擬量發(fā)生越限，數(shù)字量變位及計算機(jī)系統(tǒng)自診斷故障時進(jìn)行報警處理。報警方式分為兩種：一種為事故報警，一種為預(yù)告報警，前者為非操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動作信號，后者為一般性設(shè)備變位，狀態(tài)異常信號，模擬量越限，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的事件異常等。 　　g．事件順序記錄（SOE）及事故追憶。對斷路器位置信號、繼電保護(hù)動作信號等中斷型開關(guān)量進(jìn)行事件順序記錄，事件順序記錄的分辨率不大于1 ms。在出現(xiàn)事故后，能追憶事故前后一定時間內(nèi)有關(guān)開關(guān)量的動作順序和相關(guān)重要模擬量的變化情況。h．運行管理功能。DCS工程師站能對設(shè)備進(jìn)行電氣設(shè)備運行管理，具體為：運行操作指導(dǎo)、事故分析檢索、在線設(shè)備分析、操作票、模擬操作、自動抄表、其他日常管理，如操作票、工作票管理，運行記錄及交接班記錄管理，設(shè)備運行狀態(tài)、缺陷、維修記錄管理、規(guī)章制度等。 　　i．設(shè)備管理。在DCS工程師站能對主要電氣設(shè)備如斷路器、變壓器、電動機(jī)等運行工況進(jìn)行監(jiān)視，例如對斷路器累計其正常操作次數(shù)和事故開斷次數(shù)以及開斷時的電流，指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)和檢修，并計算其使用壽命。 　　j．性能計算。在DCS工程師站能對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線計算，電氣性能計算的項目主要有：機(jī)組發(fā)電量、廠用電率、發(fā)電成本、發(fā)電機(jī)功率因素、設(shè)備的使用壽命等。 　　除按運行要求對電流、電壓、頻率、功率和電能量進(jìn)行統(tǒng)計分析外，還能在線地按照數(shù)值變換和規(guī)定時間間隔不斷處理和計算下述各項內(nèi)容：有功、無功、功率因數(shù)計算；電能量的分時段、分方向累計及電能量平衡統(tǒng)計；開關(guān)投／退及保護(hù)動作次數(shù)的統(tǒng)計；監(jiān)控設(shè)備投退率計算；全廠發(fā)電總有功功率；主要設(shè)備運行小時數(shù)統(tǒng)計。 　　防誤操作閉鎖對于通過CRT、鍵盤進(jìn)行的電氣操作由系統(tǒng)的軟件進(jìn)行閉鎖，防止誤操作。 　　k．人機(jī)接口。ECS具有良好的人機(jī)聯(lián)系手段，使運行人員可以清晰方便地了解運行情況，并提供輸入手段，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的控制，參數(shù)修改等項工作。人機(jī)接口設(shè)備包括彩色屏幕顯示器，功能鍵盤、漢字打印機(jī)。它不但為運行人員提供對發(fā)電廠電氣設(shè)備實時監(jiān)控的各種手段，而且具有對監(jiān)控系統(tǒng)在線自診斷，投、退設(shè)備的功能。 　　1．硬件要求。ECS系統(tǒng)硬件選用成熟的、先進(jìn)可靠的和以微處理器為基礎(chǔ)的杭州和利時工業(yè)產(chǎn)品設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)所有的模件是固態(tài)電路、標(biāo)準(zhǔn)化、模件化和插入式結(jié)構(gòu)，并帶有LED 自診斷顯示。系統(tǒng)硬件具有較好的可維護(hù)性，所有系統(tǒng)模件都能在線插拔。系統(tǒng)硬件具有擴(kuò)充能力，支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和功能的升級，系統(tǒng)硬件接口應(yīng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，支持與其他計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及不同計算機(jī)廠設(shè)備的互聯(lián)。 　　硬件設(shè)備能承受GB／T5169．5—1997中嚴(yán)酷等級為20S的針焰試驗，設(shè)備外殼具有GB 4943—1990規(guī)定的V2及以上阻燃等級。m．通信接口。ECS監(jiān)控系統(tǒng)完成與如下系統(tǒng)和／或智能型設(shè)備的通信接口（包括系統(tǒng)的集成及系統(tǒng)的整體調(diào)試）。 　　數(shù)字式繼電保護(hù)裝置：1號機(jī)組ECS含發(fā)變組保護(hù)屏1個RS485接口；2號機(jī)組ECS含發(fā)變組保護(hù)屏1個RS485接口；公用ECS含起備變保護(hù)屏1個RS485接口。 　　6kV系統(tǒng)：1號機(jī)組ECS含1個RS485接口；2號機(jī)組ECS含1個RS485接口；公用ECS含1個RS485接口。 　　380V系統(tǒng)：1號機(jī)組ECS含1個RS485接口；2號機(jī)組ECS含1個RS485接口；公用ECS含6個RS485接口。 　　ECS系統(tǒng)與上述各系統(tǒng)的通信規(guī)約執(zhí)行國標(biāo)、部標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)。 3 電氣IKN（ECS）控制遵循兩條基本原則 　　1）繼電保護(hù)、勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)、自動準(zhǔn)同期、故障錄波及備用電源自動投入采用專門的裝置實現(xiàn)，僅同DCS保持信號聯(lián)系； 　　2）機(jī)爐電動機(jī)的控制、聯(lián)鎖、測量等由熱控專業(yè)在DCS內(nèi)實現(xiàn)，保護(hù)由電氣完成。 參考文獻(xiàn)： [1] 彭毅．建筑電氣安裝工程中常見問題分析與預(yù)防[J]．山西建筑，2007，33（20）：201—202．