DCS分散控制技术在机组电气系统中的应用

　　随着计算机技术的发展和应用，新建的发电厂，热工专业已全面在单元控制室采用微机分散集中控制系统（DCS）控制，逐步形成了数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）、燃烧器管理（BMS）四大系统，为了与热控专业在控制水平上协调一致，共享资源，充分利用计算机技术的先进性，电气专业也越来越多地采用了DCS控制技术，有效提高整个电气控制的安全性和可靠性，从而实现了机、炉、电集中管理，协调运行。

1 分散控制系统（DCS）组态原则

　　本工程热工控制系统主要由DCS构成，其主要监控范围包括锅炉、汽机、除氧给水等辅助系统。DCS由冗余配置的分散处理单元、数据通讯系统和人一机接口组成，系统按纵向分层．横向按工艺系统划分若干个功能区的分层分散的原则进行组态。系统功能区内的被控对象在DCS硬件组态时保持适当的独立性，以保证单个控制站故障时不影响机组的运行。DCS系统易于组态，易于使用，易于扩展，3套DCS通过网桥进行连接，增加系统灵活性，降低过程控制总线数据通讯负荷，保证整个DCS的可利用率至少为99．9％。

2 电气DCS的监控和控制（ECS）

　　1）本工程电气与热控合用一套DCS，这种方式达到了机、炉、电控制界面的统一，便于实现全能值班，电气作为一个子系统进入DCS，资源共享。

　　2）根据本工程的电气主接线和厂用电接线，电气ECS监测和控制的对象主要有：a．发电机一变压器组；b．高压厂用工作及备用电源；e主厂房内低压厂用变压器；d．辅助车间低压厂用变压器6kV侧断路器；e，单元程控电动机；f.保安电源；g．直流系统；h．交流不停电电源。

　　3）ECS监控的内容和方式。

　　为完成上述电气控制功能所必需的电气信息量包括：模拟量有电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数、有功电能、无功电能等电量和温度等非电量；开关量有断路器、隔离开关以及接地开关的位置信号、继电保护装置动作及报警信号、运行监视信号及有载调压变压器分接头位置信号等。

　　上述信息量中部分采用硬接线，部分以通信方式送入DCS。

　　4）ECS网络结构。

　　a．站控层。站控层负责来自前置层的全部数据的传输和处理功能。

　　b．现场总线方式间隔层。6kv配电装置现场总线采用双网结构，利用CAN总线方式通过屏蔽双绞线接人通讯管理机。380V配电装置现场总线也采用单网结构，采用MODBUS通信协议，利用RS485接口以屏蔽双绞线方式接入通讯管理机。以上通讯管理机采用MODBUS通信协议，利用RS485接口送入ECS站控层，接入网络结构的物理通道可采用屏蔽双绞线。通信管理机负责把各个保护测控装置的数据整理汇总，再将这些信息上送至EC发变组、起备变和线路保护采用MODBUS通信协议，利用RS485接口送入ECS站控层，接入网络结构的物理通道采用屏蔽双绞线。

　　c．硬接线方式间隔层。非总线方式进入ECS的电气量信息主要含ECS发出的控制闭锁指令（D0），参与顺序控制的重要断路器状态量（DI）以及其他没有通过总线方式进入DCS的状态量（DI）和模拟量（AI），这些信息量需要通过电缆接到ECS或DCS其他部分的输入饰出接口柜上，输入饰出接口柜均放置在机组电子设备问中。

　　d．ECS主要功能。数据采集与处理，能通过现场（I／O）测控单元采集有关信息，检测出事件，故障，状态，变位信号及模拟量正常，越限信息等，进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理，实时更新数据库，其范围包括模拟量，数字量和脉冲量等。模拟量采集包括电流、电压、有功、无功、频率、功率因数等电量和温度等非电量，并实现如下功能：定时采集、越限报警。数字量采集包括断路器，隔离开关以及接地刀闸的位置信号，保护动作信号、运行监视信号及有载调压变压器分接头位置信号等，并实现如下功能：定时采集、设备异常报警、事件顺序记录（SOE）和操作记录。