推荐-CS的电厂电气设备管理系统 精品
摘要
随着火电技术的发展，发电气设备日益趋于高参数、大容量和复杂化，其经济安全运行对社会的影响也越来越大，对设备实行更先进、更科学的管理和检修体制不论从发电厂自身的利益还是从社会的要求出发，都是必须和迫切要求的电厂电气设备众多，二次系统，发变组保护，励磁系统，输电线路保护，各种中低压开关保护回路复杂，所用继电器，接触器型号种类众多。通过软件系统规范设备管理，促进电力设备安全稳定运行，是电气系统管理的发展研究方向。
本文中作者首先分析了电气设备管理信息系统开发的行业背景，技术背景，
电气设备管理现状及存在问题。提出用先进的设备管理理论，计算机技术，实现
对电气设备管理信息收集、传递、存储、加工、维护和使用，解决当前电气设备
管理存在的主要问题，使设备信息的管理工作向现代化迈进一大步。通过框图方
式详细分析了业务状况，以及业务的功能性和非功能性需求。本系统使用VB开发基于Access 2000的C/S软件的解决方案。Access数据库的方式实现系统运行。文中详细介绍了系统总体设计、软件架构设计和结构设计、技术路线等。还详细介绍了系统的功能实现，主要系统关键问题的解决和每个模块的功能实现。
本文在查阅大量中外文献，综合应用设备管理理论、现代信息管理理论、数据库技术和网络技术的基础上开发了电厂电气设备管理系统，初步实现了设备管理过程中的数据采集、保存，为电气设备管理提供了信息支持和辅助决策支持。
关键词:电气设备管理;信息系统;C/S模式
ABSTRACT
With the thermal power technology, power generation equipment, is moving towards
high-parameter, large capacity and plexity, and its economic impact on the munity safe
operation is also growing on the equipment, the implementation of more advanced and
scientific management and maintenance system, regardless of from the power plant of
their own interests or the requirements of society proceed from, is essential and urgent
requirements of a number of power plant electrical equipment, secondary systems,
transformer protection, excitation systems, power transmission line protection, all kinds
of low-voltage switch protection circuit plexity of，the use relays, contactors models and
diversified. Standardized device management through software systems, promoting safe
and stable operation of electrical equipment is the electrical system management
development research..
In this article the author first analyzes the electrical equipment industry management
information systems development background, technical background, electrical
equipment, management status and problems. It is proposed that, the advanced device
management theory, puter technology, to realize electrical equipment management
information collection, transmission, storage, processing, maintenance and use of
electrical equipment to solve the current management of the main problems, so that
devices work to modernize the management of information towards a major step. Way
through the block diagram of a detailed analysis of business conditions, as well as the
business functional and non-functional requirements. This system using VB based on the
development of Access 2000 C/S software solutions. The Access database way realization
system operation.. Access database, means to achieve the system running. Paper
describes in detail the system overall design, software architecture design and network
architecture design, technical routes. Also details the function of the system
implementation, the main system-critical problem-solving and realization of the function
of each module.
In this paper, access to a large number of Chinese and foreign literature, integrated
applications of management theory and modern information management theory,
database technology and network technology developed on the basis of the power plant
electrical equipment management system, initially realized the equipment management
process, data collection, preservation, for an electrical Equipment Management provides
information support and assistance decision support.
Key words: Electrical Equipment; Management Information System; C/S Mode
第1章绪论
1.1背景研究
1.1.1行业背景
电力是国民经济的先行官，关系到国民经济的可持续发展。随着现代社会和经济的发展，对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展。为提高我国电力生产效率，解决旧的体制对电力工业束缚，我国实行了电力体制改革。电力体制改革的总体思路是:实现电网开放，打破发电、输电、配电、售电一体化的传统结构和地区性垄断。核心内容是实施“厂网分开、竟价上网”，先在发电侧引入竞争和选择机制，实行“厂网分开、竞价上网”
“竞价上网”环境对发电企业的运营提出了许多新的要求。企业必须树立经营意识，在安全生产的前提下追求最佳的经济效益;要深入研究电力市场的运行规则，充分了解成本构成及其变动规律，努力控制成本;要预测未来负荷，树立市场意识，提高竞争能力。创造有利而持久的竞争优势是当前发电企业关心的问题。
1.1.2时代背景
随着信息技术在二次世界大战以后飞速发展，它己经成为了全面推动国家经济发展的最重要的技术。信息技术己经渗透、影响到社会的方方面面。显然，现代信息技术正改变着生产过程，甚至竞争本身的性质。面对这种形势，传统的技术基础，管理策略己经远远不够，企业需要高瞻远瞩，制定长期的信息技术和系统发展策略。把信息技术看作是辅助或服务性工具己经成为过时的观念，发电企业管理者己认识到信息技术的广泛影响和深刻含义。为在日趋激烈的市场竞争中提高企业的管理水平、降低成本消耗、最大限度的创造利润，各发电企业需要努力采用新的管理信息技术。
1.1.3企业背景
对于资产密集，技术密集型企业来讲，设备资产及其技术装备水平，职工的技术水平正日益成为企业的核心竞争力。我国电力系统向大容量、超高压和跨区域方向发展。十几年前，电力系统125MW机组为主力机组，现如今300MW机组作为主流。随着社会进一步发展，600MW, 1000MW机组正逐步走向电力系统的前沿。机组容量的扩大，使得电厂子系统各部分日趋复杂，科技含量越来越高。火力发电厂汽机、锅炉、发电机三大系统容量日趋扩大，辅助设备日趋增多，控制系统日趋精密复杂。然而，随着系统容量的增大和电力网规模的扩大，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响越来越大，对系统的稳定经济运行也提出了越来越高的要求，而保证系统的经济性和稳定性的一个强有力措施就是在提高电力设备利用率的同时保障其正常运行。
1.2现状调查
审视我国的设备管理工作面临着两个重要的问题:(1)作为世界主要的工业产品生产大国，需要不断提高工业产品质量以增强市场竞争力，而技术装备的管理水平和技术创新能力，是工业产品质量提高的重要影响因素。(2)大量工业技术装备，随着时间推移，进入故障高发期，对安全生产、产品质量、生产成本、节能与环保、一线劳动者的职业健康等，都产生着重要影响，客观上要求企业积极推进设备管理的现代化和信息化、改善与提高设备管理与维修的技术水平。火力发电企业，设备复杂自动化程度高，涉及的专业众多，技术含量高，汇聚热能动力、电力生产、电力输送、电气保护、水处理、燃料运输和管理等众多学科。电厂为了更好的促进生产，采用MIS(Management Information Systems), FAM等一系列管理信息系统。这些
DCS系统的维护
科技资讯
科技资讯SIN&TNOLOGYINFORMTION2008NO.01SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATIONIT技术
通过MATLAB与VC++的接口,利用matcom将m文件转换成C程序下的文件,实现了MATLAB与VC++的接口技术。这种方法极大的提高了开发效率,缩短了开发周期,同时也有利于提高软件质量,保护作者的知识产权。参考文献[1]陶红,袁金荣.MATLAB与C/Visual++混合编程的实现[]计算机工程与应用,,～[2]苗春葆.MATLAB与Vc++混合编程[J].中国仿真科技论坛电子期刊.2004,1:1~6.[3」杨建国,刘然.在VisualC++中不依赖MATLAB环境调用其函数的方法[J].计算机应用研究,2001,18(9):98～99.[4]蒋忠进,林君,陈祖斌.在VisualC++中调用MATLAB以实现数学算法[J].计算机应用研究,2004(5):89～91.[5]董长虹,余啸海.MATLAB接口技术及应用[M]国防工业出版社,[6]刘廷瑞,于瀛洁,陈明仪.基于matcom4.5的VC++与MATLAB通用接口程序编制[J].计算机应用与软件,2004,21(11):34～35.集散控制系统英文缩写:DCS,是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统,DCS综合了计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术等先进技术,采用多层分级的结构形式,适应现代化生产的控制与管理需求,它是计算机技术和自动化技术发展的结果。随着我国电力行业的发展DCS已成为普遍的设备,无论是大机组的电厂还是供热的小机组,应用越来越广泛。主要是它具有通用性强,系统组态灵活,控制功能完善,显示、操作集中,安装简单,调试方便,运行可靠的特点。随着DCS系统的广泛应用,为机组的安全经济运行提供了有力保障,相应的对其设备的日常维护工作也需要热控人员改变原来的思维方式,适应现代化发展的需要。DCS系统一旦出现故障,能尽快诊断出故障部位,并尽快修复处理,使系统重新工作。为了便于分析、诊断DCS系统故障发生部位和产生原因,现就几年来的生产维护心得阐述:1日常维护工作1.1现场仪表设备故障现场仪表设备包括与生产过程中直接联系的各种变送器、执行机构、负载及各种温度的一些元件等。现场仪表若发生故障,直接影响DCS系统的控制,功能及操作人员对系统参数的监视,从而给操作带来一定的困难。在目前的DCS控制系统中,这类故障占绝大部分。这类故障一般是有仪表设备本身的质量和寿命所至。这类故障比较直观,在判断和处理上也相对容易,简单的处理方法是将信号线断开,用万用表等测量工具检测现场信号是否正常,按常规仪表的处理方法一般不会有什么问题,只要求维护人员对常规仪表故障的处理比较熟练,以保障故障处理的及时性及准确性。由于这类故障属于单点故障,对工艺影响不大,维护人员对DCS系统知识的要求不高,只需按常规仪表处理即可。1.2系统故障这是影响系统运行的全局性故障。对于操作员站死机的情况时有发生,原因比较多,硬盘、网线损坏,或者是系统软件设计问题。有时会发生人为操作现象,如果系统发生故障后重新启动,系统恢复正常,则可认为是偶然性的,如不能恢复,则需要查明是硬盘或软件故障。由于应用软件工作复杂,工作量大,要求热控人员熟悉软件的组态、编程,在实际生产中,如果遇到要增加或减少某些程序,这就要热控人员编译好组态、图形,核对好组态数据,进行编程,并且对应好卡件,要求在DCS系统调试及运行中,仔细、认真及时发现并解决问题。1.3硬件故障这类故障主要指DCS系统中I/O卡件损坏造成的。一般通过系统诊断,更换通道或更换备件处理,至于其内部元件老化或是其他原因造成的损坏,一般热控人员不好判断,I/O卡件的检修一般由厂家处理,目前热控检修人员的手段还不能达到像检修成规仪表那样检修。这类故障只是在调试阶段出现多,正常运行中出现几率很低。作为热控人员,一定要根据运行人员的描述准确、快速的处理缺陷,减少故障的扩大,在运行中更换卡件时一定要做好安全防护措施,不然会引起系统变化或其他故障。各类卡件安插前,应正确设置地址开关,冗余方式的选择跳线,配电选择跳线,信号类型跳线。1.4干扰造成的故障备用电源的切换,大功率电器设备的启动和停止,都会干扰DCS的控制信号,造成不必要的故障。为防止干扰信号串入系统,严格执行屏蔽和接地要求的方式。合里准确的接地是保证集散控制系统运行安全可靠,系统网络通信畅通的重要前提。要求对信号线的屏蔽层与机柜GND铜条相连,离干扰源,以免对机组运行工况产生影响。1.5其他原因在实际运行操作中,有时会出现DCS系统某功能不能使用或某控制部分不能正常工作,但实际上DCS系统并没有故障,而是操作人员不熟练或操作错误引起的。电源问题也时常发生,备用电源不能自投,电源波动引起的保护误动及插头接触不好造成无电源。在实际工作中,经常遇到电脑死机、黑屏、或者画面不能操作,这类故障产生的原因是多方面的,如:显示器故障,主机故障,通信线路、网卡和网络连接器故障造成的。DCS一旦出现故障,正确分析和判断故障发生的部位和原因是当务之急。故障的诊断是根据经验,根据发生的环境和现形来确定故障的部分和原因。但是,现场的故障是千变万化的,在实际处理过程中,要结合实际情况加以分析和处理。2运行管理软件的备份管理,系统维护人员应做好文件的备份,应用软件(组态)应及时备份,对极小的改动作记录,对数据库的修改同时要保存到工程师站,还应保存到其他硬盘上,以防数据丢失。对系统参数作出修改后,应及时做好记录工作。利用DCS的自诊测试功能,DCS系统各部分的设计有相应的自诊断功能,有系统发生故障时,一定要充分利用这一功能来分析和判断故障的部位和原因。热工保护的投退应严格执行工作票制度,检修某一运行设备时,要采取正确的措施,以防止发生相关设备的连锁反应。利用停产时间进行预防性的维护,消除故障隐患。包括:操作站、控制站停电检查。工控机内部,控制站机笼,电源箱等部件的灰尘清理,系统供电线路检修等。通信维护时,网卡、主控卡、数据转发卡的安装位置不能变动。应避免由于通信线缆重量垂挂引起接触不良。尽管DCS系统有许多优越性,可靠性是非常好。但一旦出现故障如不及时处理,必然会导致严重后果。由于DCS系统与常规仪表不同,对维护人员的要求相对高些,在平时的维护过程中,应加强对系统的管理及对维护人员的系统培训工作,减少人为因素对系统的影响,提高系统的安全可靠运行。DCS系统的维护李俊胜(北方铜业热电厂太原030024)摘要:电厂应用DCS系统越来越普遍,针对热控人员的要求也随之改变,本文根据DCS系统的运行情况,结合实际维护进行简单阐述。关键词:DCS系统维护中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)01(a)-0087-01
焚烧发电项目分散控制系统(DCS)技术规范书
0
**市生活垃圾焚烧发电项目
焚烧发电工程
DCS技术规格书
编制
1 DCS技术规格书目录
1 总体要求
1.1 工程项目简介
1.2 规格书对范围要求
1.3 规格书对差异要求
1.4 规格书对标准的要求
1.5 规格书对文件的要求
1.6 DCS供方责任范围
1.7 买方的责任范围
2 技术要求
2.1 DCS系统要求
2.2 DCS控制规模
2.3 DCS主要自动化功能
2.4 控制系统
2.5 硬件要求
2.6 通讯及冗余要求
2.7 DCS软件要求
2.8 系统数据库
2.9 报警、趋势及报表
2.10 安全性
2.11 其它功能
3 控制柜
3.1 供货范围
3.2 技术标准
4 质量保证、验收试验与技术服务
4.1 质量保证
4.2 验收试验
4.3 技术服务
5 设计联络会（DLM）与文件
5.1 中间联络会
5.2 文件
6 工程服务与工程进度
6.1 项目管理
6.2 工程设计
附件：DCS系统配臵图（N330Z-K01）
控制室布臵图（N330Z-K02）
集控室监视墙布臵图（N330Z-K03）
2 DCS技术规格书
1. 总体要求
1.1. 工程项目简介
本规格书对**市生活垃圾焚烧发电项目采用的分散控制系统（DCS）提出技术等相关方面的要求。
工程名称：**市生活垃圾焚烧发电项目
项目名称：DCS控制系统
建设规模：
本期规模:本期工程建设2炉2机，即2×500t/d、垃圾焚烧锅炉， 2×FC12抽凝式汽轮发电机组。配套辅助系统主要有综合水系统、化学水处理系统、除氧给水系统、除灰渣系统、点火油系统、燃料输送系统、空气压缩系统等。
建设进度：业主定
1.2. 规格书对范围要求
本规格书提出的是最低限度的要求，并未对所有技术细节做出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准。卖方应提供符合本规格书和有关工业标准要求的优质DCS。
发电厂ECMS解决方案
发电⼚ECMS解决⽅案
系统需求概述
近年来，随着微机综合保护装置在电⼚⼚⽤电系统中的应⽤，以及其他多种智能装置的使⽤，电⼚⼚⽤电系统具有了更多的信息量，为了运⾏、检修⼈员能获得更及时、全⾯、准确的⼚⽤电信息，以及对所有⼚⽤电设备进⾏监控和管理，现在电⼚⼚⽤电监控管理系统（ECMS）正越来越多地得到应⽤。2系统要求
主要功能⾼压⼚⽤电源、低压⼚⽤电源的监控；
启备变、⼚变的监控；
电动机的监测；
直流屏、UPS等智能设备的监测；
与其它系统的通信等。
系统结构系统采⽤分层分布、开放式结构设计，分为站控层、通信管理层和间隔层；
站控层为全站设备监视、测控、控制、管理的中⼼，通过通信管理层与间隔层相
连；间隔层按照不同的电压等级和电⽓间隔单元，以相对独⽴的⽅式分散在各个保护
⼩室中；在站控层设备及⽹络失效的情况下，间隔层仍可以独⽴完成检测、保护和控
制的功能。
运⾏⽅式
主要服务器、⼯作站采⽤双重化配置，双机并列运⾏，互为热备⽤。当⼀台服务器或⼯作站故障时，另⼀台服务器或⼯作站能执⾏全部功能，实现⽆扰动切换。
抗电磁⼲扰能⼒
⼚⽤电系统中各综合保护装置、⾃动化设备处于强电磁⼲扰环境下，因此需要其具有很强的抗电⽓⼲扰性能。3推荐技术⽅案
3.1概述
我公司ECMS系统分为三层⽹络，分别为站控层、通信管理层、间隔层。
站控层包括操作员站、⼯程师站等，此外可选配与其它系统通信的通信单元；
通信管理层为RCS-9882双绞线以太⽹交换机、RCS-9881光纤交换机以及RCS-9794A/B通信管理机，其中RCS-9794A为单机配置，RCS-9794B为双机冗余
配置，通信管理机负责与保护测控装置、电能采集装置、直流系统、UPS等智能装置
通信，负责规约及通信⽅式的转换；
间隔层包含所有保护、测控装置及其它智能装置。⾼压⼚⽤电综合保护装置通过双100M以太⽹直接与站控层实现联接，其它装置通过通信管理机转换成100M以太⽹。3.2系统架构推荐⽅案
针对客户不同的要求，我们推荐以下⼏种解决⽅案
基于MCGS的电厂定期排污的计算机监控系统
第１ １卷第１期 Ｖｏ１．１１ Ｎｏ．１ 重庆电力高等专科学校学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｌｌｅｇｅ ２００６年３月 Ｍａｒ．２００６ 基于ＭＣＧＳ的电厂定期排污的计算机监控系统
曾蓉 丁明亮 张波 （重庆电力高等专科学校动力工程系，重庆４０００５３）
【摘要】用可编程序控制器实现电厂定期排污的顺序控制，并采用ＭＣＯＳ￣Ｈ态软件实现系统的实时监控。 【关键词】定期排污；顺序控制；可编程序控制器；计算机 控； ＭＣＯＳ￣Ｈ态软件 【中图分类号】ＴＰ２７３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—８０３２（２００６）ｏ卜００２８—０４
１ 电厂定期排污的目的 在电力生产过程中，随着汽包中水分不断蒸发，如果不采取排污措施，将使炉水的含盐量逐渐 增大，使锅炉受热面容易结垢，影响电厂的安全经济运行。火电厂汽包定期排污的目的是，降低炉 水含盐量，提高蒸汽品质，防止蒸汽中的盐份在金属管壁结垢后，降低热效率，腐蚀金属管壁等。 因此，在锅炉每运行一段时间后，就应将水冷壁下联箱中含盐量最高的炉水进行排水。一般情况 下，每８ＪＪｘ时就要求排污一次，当锅炉水质较差时，特别在锅炉启动过程中，排污次数还需增加。 ２ 电厂定期排污程控系统 定期排污系统的阀门较多，通常可达２Ｏ个左右，这些排污阀门一般安装在炉底附近，那里环境 条件较差。锅炉运行过程中，通常需要顺序全部操作一遍排污阀门，人工操作时间长，劳动强度 大，因此，许多电厂已采用程序控制系统对锅炉定期排污系统进行自动控制，由于采用继电器的固 定接线式程序控制系统复杂，体积大，触点多，可靠性较差，而可编程序控制器（ＰＬＣ）以其卓越 的可靠性、抗干扰性和极方便的编程方式在现场中作为ＤＣＳ￣ＩＪＦＣＳ控制系统的现场控制设备得到广泛 使用，有越来越多的电厂采用ＰＬＣ实现锅炉排污的控制。 为了避免由于定期排污而影响汽包水位，必须在水位高于正常运行值时，才允许进行定期排污。 锅炉定期排污程序控制操作流程框图如图ｌ。 ３ ＭＣＧＳ监控系统简介 ＭＣＧＳ（Ｍｏｎｉｔｏｒ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ，通用监控系统）是一套用于快速构造和生成 计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的各种３２位Ｗｉｎｄｏｗｓ平台上运行，通过对现场 数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工 程问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。ＭＣＧＳ￣控组态软件的功能和特点可归纳如下： 首先，其概念简单，易于理解和使用， “面向窗口”的设计方法，增加了可视性和可操作性。 普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握、快速完成多数简单工程项目的监控程序设计和运行 ［收稿日期］２００５－０９－２１
火电厂电气设备标准化组态设计
［摘要］
关键词
０引言 火电厂电气设备标准化组态设计
王继
（湖南益阳发电有限责任公司，湖南益阳 ４ １ ３０００）
针对大型火电机组电气设备的控制特点，介绍了一种以Ｓｙｍｐｈｏｎｙ分散控制系统为基础的标准化组
态设计方法。分析了其构成和工作流程，及其在火电厂电气控制系统中的应用。该标准组态设计可
大大提高电气设备的组态效率，并对其它系统设备控制提供良好的借鉴作用。
电气设备ＤＣＳ标准化组态设计
对于大型火电机组，电气控制系统（ＥＣＳ）的
内容主要包括锅炉电气、ｌ汽机电气和公用电气三
部分。其监控的电压等级从３８０Ｖ到２２０ｋＶ不等，监
控对象主要包括断路器、隔离开关、变压器以及励
磁系统等重要电气设备。对电气设备进行控制首
先在安全性上提出了很高的要求，电气设备能否
安全运行是关系到整个机组乃至全厂安全经济运
行的首要条件。其次，所有由Ｄ Ｃ Ｓ操作的单个断
路器（包括２２０ｋＶ侧隔离开关），除具有必要的联
锁功能外，还要有必要的闭锁措施，以防止误操
作。再次，能够远程实现电气设备的检修／试验操
作。当某一设备处于检修时，与该设备相关的闭锁
和联锁条件均失效，对于特别熏要的设备还设有
保护措施。另外，需要对电气设备的各个重要运行
参数进行监视，发生故障要及时报警或给出必要
的指示和操作指导。
１组态工具Ｃｏｍｐｏｓｅｒ
ＳｙｍＰｈＯ１＂１Ｙ分散控制系统是ＡＢＢ贝利公司在
ｌＮＦｉ－９０系统上开发的升级版本，其组态工具Ｃｏｍ－
ＰＯＳｅ ｒ可实现对ＥＣＳ的控制功能组态和监视画面组
态 在控制功能组态方面ＣＯｍＰＯＳｅ ｒ拥有内容丰富
的功能码库，一个功能码就是一种控制功能的模块
化表现形式，利用多状态设备驱动器ＭＳＤＶＤＲ、自
适应调整ＡＤＡＰＴ等功能码可以实现ＥＣＳ所需要的
控制功能，典型的如电气设备的手／自动控制的切
换，联锁保护和闭锁保护、状态监测及故障报警等。
在监视画面组态方面Ｃｏｍｐｏｓｅｒ把ＥＣＳ画面分为两
基于工业以太网和现场总线的火电厂电气自动化系统
应用
文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—０４９２（２００６）０６—００４２—０２ 中图分类号：ＴＰ３９３．１１
基于工业以太网和现场总线的火电厂电气自动化 系统
ＥＣＳ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ａｎｄ Ｆｉｅｌｄ Ｂｕｓ
收稿日期：２００６—０９—２８
摘要：介绍了一种基于工业以太网和现场总线的火电厂电气自动化系统
描述了系统的网络结构以及ＥＣＳ系统与ＤＣＳ的接口方式。
关键词：电厂电气自动化系统；分布式控制系统
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＥＣＳ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ
ｅｔｈｅｍｅｔ ａｎｄｆｉｅｌｄ ｂｕｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅ
ｉｎｔｅｒｆａｃｅｍｏｄｅｂｅｔｗｅｅｎＥＣＳａｎｄＤＣＳ（ｄｉｓｗｉｂｕｔｅｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）ａｌｅａｌｓｏｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＥＣＳ；ＤＣＳ
电厂电气自动化系统，简称ＥＣＳ，是电厂自动化领域近
年来兴起的一个新的热点。与ＤＣＳ侧重于热工系统的监控相对
应，ＥＣＳ侧重于电气系统的监控；与ＮＣＳ侧重于电厂接入电
网部分的电气监控相对比，ＥＣＳ侧重于发电厂内部，实现厂用 电中低压电气系统的保护、测量、计量、控制、分析等综合功
能。本文介绍了一种基于工业以太网和现场总线的电厂电气自
动化系统。
冒＿ Ｉ冒＿ Ｉ重Ｉ Ｉ Ｉ
送嚣
Ｉ 现场信 号 Ｉ
图１传统的电厂电气监控方案
Ｉｋ ４２ 自动化博览２００６￣１２月刊 ＤＣＳ 现对电气部分的数据采集和远方控制。电气部分特殊控制功能
如继电保护、故障录波等都由独立的装置来实现，与ＤＣＳ系统
无关。图１为传统电厂电气监控方案，在这个方案中，ＤＣＳ 的Ｉ／Ｏ板只能处理标准信号，模拟量需要经过变送器转换成标
现场总线技术在电厂电气控制系统中的应用
第ｌ９卷第８期 ２（１｛１６年 月 广东电力 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ｐ０ＷＥＲ Ｖｏ１．１９ ＮＯ．８ Ａｕｇ．２００６ 文章编号：１ ００７．２９ＯＸ（２００６）（１８．｛）０４０—０５
现场总线技术在电厂电气控制系统中的应用
易扬 （深圳市能源环保有限公司。广东深圳５１ ８（）５２）
摘要：对电气现场总线控制系统（ＦＣＳ）的发展现状、监控范围及特点进行了简要论述，详细说明了电气ＦＣＳ 的配置方案和优缺点。通过综合论证比较认为。将ＦＣＳ应用到火力发电厂电气控制系统中，可以提高电厂电气 系统的自动化水平。节约工程投资，值得推广应用。 关键词：现场总线控制系统；分散控制系统：应用 中图分类号：ＴＰ２７３；ＴＭ６２１．６ 文献标识码：Ｂ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｂｕｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｔｏ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ＹＩ Ｙａｎｇ （Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏ．．Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５ １ ８０５２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｓｔａｔｕｓ ｑｕｏ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｃｏｐｅ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｂｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ（ＦＣＳ）ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ。ｓｔｒｏｎｇｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．Ｕｐｏｎ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ。ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｓ ｄｒａｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＦＣＳ ｔｏ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｙｓｔｅｍ，ｓａｖｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｈｅｎｃｅ ｉｓ ｗｏｒｔｈ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｉｅｌｄ ｂｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ（ＦＣＳ）；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ（ＤＣＳ）；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 近年来，随着电力行业的技术进步及分散控制 系统（ＤＣＳ）在电厂中的广泛应用，电气控制水平也 不断提高。但ＤＣＳ主要完成的是汽轮机、锅炉的 自动化过程控制，对电气部分的自动化结合较少， ＤＣＳ一般未充分考虑电气设备的控制特点，所以 无论是功能上还是系统结构上，与网络微机监控系 统相比在开放性、先进性和经济性等方面都有较大 的差距。随着电厂自动化水平的不断提高，电气系 统采用计算机控制已成为当前设计的主流，控制方 式也从单纯的ＤＣＳ监控逐步向具备故障分析、信 息管理、设备管理、自动抄表、仿真培训等高等级 运行管理功能的方向发展，由此又推动了现场总线 技术在电厂电气控制系统中的应用。 １ 电气现场总线控制系统的发展及现状 火力发电厂机组电气系统控制方式到目前为止
现场总线在发电厂电气监控管理系统应用中若干问题探讨
新疆电力技术 ２００８年第４期 总第９９期 现场总线在发电厂电气监控管理系统应用中若干问题探讨 马保军 新疆天山电力股份有限公司（玛纳斯８３２２Ｏ０） 摘要：ＦＥＣＳ系统中采用现场总线技术是一个发展趋势，未来 可作为一个子系统进入全厂ＦＣＳ系统中．本文针对目前ＦＥＣＳ系 统中有关于现场总线及通信等方面的技术问题做一探讨。 关键词：ＤＣＳ；ＦＥＣＳ；现场总线；工业以太罔；通信 Ｏ引言 近十年来，随着发电厂锅炉、汽机运行控制自动化水 平的提高，要求电气系统提高自动化水平并与锅炉、汽机 系统协调发展的呼声也越来越高。尽管在目前阶段，作为 保证锅炉、汽机正常运转的核心系统，ＤＣＳ系统有着牢固的 不可替代的地位，但电气系统纳入ＤＣＳ的含义已经发生了潜 移默化的改变。几年前，人们就热心地讨论着有关Ｄｃｓ向 ＦＣＳ发展的前景，在发电厂ＤＣＳ发展到远程Ｉ／Ｏ时，电气系统 实现了全分布式的保护测控功能，借助变电站系统的成功 应用，现场总线及以太网技术已经广泛应用于发电厂电气 系统中，构成了分层分布式的发电厂电气监控管理系统， 简写为ＦＥＣＳ（ＦｉｅＩｄｂｕｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）系统。 与此同时，对发电厂电气系统实现自动化的名称、作 用及其地位的讨论仍然在继续，有些观点甚至是南辕北 辙，完全不同。 从名称演变看，发电厂全厂范围内电气部分的自动化 系统最早只有升压站监控系统，后来随着厂用电系统的保 护测控装置发展，增加了厂用电系统联网的概念，出现了 发电厂厂用电监控管理系统，随着厂用电监控管理系统的 范围扩大，有些电厂将升压站部分也归入该系统，逐步向 全厂级的发电厂电气监控管理系统演变，有时也称为发电 厂电气自动化系统。 从长远看，发电厂自动化系统应是一个整体，热控与 电气部分应有效结合，未来不仅仅是ＤＣＳ向ＦＣＳ发展，整个 电厂自动化系统应该是一个由若干子ＦＣＳ系统构成的大 ＦＣＳ系统，子ＦＣＳ系统可以有一定的独立性，但联系成大系 统后又可实现全厂机、炉、电监视控制及优化运行。 发电厂电气监控管理系统作为其中一个子ＦＣＳ系统，也 有一定的独立性。从范围看，ＦＥＣＳ系统应包含对６ＫＶ及 ４００Ｖ的全部电源及电动机的保护监视，还应包含机组部分 保护及自动装置，此外，升压站电气部分也可接入其中。 从作用及地位上看，有建议将ＦＥＣＳ作为未来全通信控制方 式下ＤＣＳ一部分的观点；也有观点认为ＦＥＣＳ系统以电气系统 监测管理为主要目的，实现全厂电气系统的集中监视、管 理及辅助控制等功能。我们认为，电气系统实现自动化， 主要目的是实现电气系统的集中监视、管理，其控制应主 要通过ＤＣＳ系统下发给ＦＥＣＳ，并通过ＦＥＣＳ系统的保护测控装 置执行，以ＦＥＣＳ为主进行控制只能作为后备。在地位上： ＦＥＣＳ既是ＤＣＳ系统的一部分，同时又独立成为一个电气自动 化系统，完成ＤＣＳ不关心、少关心以及无法实现的电气系统 功能，如集中抄表、状态检修、电气逻辑闭锁、电气开关 顺序控制、定值管理、保护动作分析等。 从技术上讲，发电厂电气监控管理系统（ＦＥＣＳ）与变电 站综合自动化系统（ｓＡ）有相似之处，但更多的是实际应用 条件造成的差异，表现在以下几方面：一是ＦＥＣＳ系统所连 接的６ＫＶ及４００Ｖ节点（装置）数量可达数百点或接近千点，高 出ｓＡ系统一个数量级，这就要求系统有足够的容量。其 次，如作为一个ＤＣＳ子系统参与电厂的过程控制，则需要 ＦＥＣＳ系统有很高的可靠性并且需要ＦＥＣＳ系统实现工艺连 锁，并保证足够的实时性。第三，ＦＥＣＳ系统涉及到与ＤＣＳ系 统的接口，与辅机控制系统的接口，与ＳＩＳ及ＭＩＳ的接口， 且没有相关的系统规范。相对而言，ｓＡ系统主要是调度接 口，相对比较单纯，且有相关的规范如１０１规约、１０３规 约、１０４规约。 本文不准备对发电厂电气自动化系统的作用与地位做 过多的探讨，仅针对目前ＦＥＣＳ系统中有关于现场总线及通 信等方面的技术问题做一探讨。 １ ＦＥＣＳ系统中的现场总线及工业以太网 由于各方的利益之争，现场总线标准更多的是事实标 准，ＩＥＣ６１１５８用于工业控制系统的现场总线国际标准于２０００年 初获得通过，列入国际标准的有ＦＦ ＨＩ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、 Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、Ｐ—Ｎｅｔ、ＦＦ—ＨｓＥ、ＳｗｉｆｔＮｅｔ、ＷｏｒｌｄＦＩＰ、Ｉｎｔｅｒｂｕｓ— Ｓ／ｋ种。其后，ＩＥＣ／ｓｃ６５ｃ成立了ＭＴ９现场总线修订小组，继续 这方面的工作。ＭＴ９工作组在原来８种类型现场总线的基础上 不断完善扩充，于２００１年８月制定出由ｌＯ种类型现场总线组成 的第三版现场总线标准，它们是：Ｔ￣２Ｄｅ１ ＴＳ６１１５８现场总线、 Ｔｙｐｅ２ ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ和Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ现场总线、Ｔｙｐｅ３Ｐｒｏｆｉｂｕｓ现 场总线、Ｔｙｐｅ４ Ｐ－ＮＥｔ现场总线、Ｔｙｐｅ５ ＦＦ ｒｉＳＥ现场总线、 Ｔｙｐｅ６ Ｓｗｉｆｔ－Ｎｅｔ现场总线、Ｔｙｐｅ７ ＷｏｒｌｄＦＩＰ现场总线、 Ｔｙｐｅ８ ＩＮＴＥＲＢＵＳ现场总线、Ｔｙｐｅ９ ＦＦ Ｈ１现场总线以及ＴｙｐｅｌＯ ＰＲＯＦｌｎｅｔ现场总线，该标准于２００３年４月成为正式国际标准。 以下对用于ＦＥＣＳ系统中的现场总线做一简要介绍。 （１）ＲＳ－４８５ 严格地讲，ＲＳ一４８５不是现场总线，因为它只有物理层。 但由于它使用简单方便，在国内应用较早并广泛使用，采用 ２线、差分、平衡方式传输。优点是使用简单、抗干扰能力强 （与Ｒｓ一２３２相比）、通信距离远（１１５２ｏ０波特率，不加中继器可 以达到１０００米）等。必须采用主从问答方式交换数据。最大的 弱的是总线上的某个节点故障，有可能会导致整个总线的瘫 痪，所以现在正在被其它现场总线所替代。 （２）ＣＡＮ ＣＡＮ是众多现场总线中的一种，应用的领域较广，在汽 车、电力、工业控制等均有很好的应用。也是被我国电力行 业认可的一种现场总线。 ・ ６ ・
FCS控制系统技术探讨
2012年4月内蒙古科技与经济April2012 第7期总第257期InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo.7TotalNo.257
FCS控制系统技术探讨
李艳琼1,杨 智2,夏 康3
(1.内蒙古电力勘测设计院,内蒙古呼和浩特 010020;2.内蒙古国华准格尔发电有限责任公司,内蒙古准格尔 010300;
3.西门子电站自动化有限公司,江苏南京 211100)
摘 要:分析了电厂FCS(现场控制系统)技术应用背景,阐述了该技术的原理和设计原则,结合西
门子公司T3000DCS控制系统在现场总线控制方面的实际应用和工程经验,论述了现场总线在分布控
制领域的优势。关键词:FCS;T3000;Profibus-DP/PA 中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)07—0064—02
1 FCS(现场控制系统)技术应用背景
随着我国电力体制改革的深化,电力市场有序
竞争将更加激烈,降低资源损耗和提高管理效益成为各发电企业的迫切需求,利用尖端技术实现生产
过程高度自动化和管理现代化,成为企业生存的必然选择。数字化电厂是电厂管控一体化的标志,自动
化与信息化高度统一是数字化电厂的重要特征,可
以预计今后10年电厂将朝这个方向发展。传统的DCS、PLC均无法单独很好地满足电厂
数字化的要求;目前新型的DCS和新型的PLC都有
向对方靠拢的趋势,在这种迫切的需求下,FCS,即现场控制系统结合上述二者的特点应运而生,跨出
了革命性的一步。
2 现场总线控制系统概述2.1 FCS简介
FCS即FieldbusControlSystem,是正在兴起
的一种基于现场总线控制技术的计算机控制系统,其关键要点有3点:核心是总线协议,即总线标
准;基础是数字智能现场装置;本质是信息处理
现场化。采用现场总线技术,可实现现场测控设备与控制站双向数字通信,并且能够监控、诊断和管理的
浅析火电厂DCS系统的运行维护要点
浅析火电ＶＤＣＳ系统的运行维护要点 王宝玉（丰申华新疆米东热电 新疆乌鲁木齐８３００２９） 坟计 ・ 摘 要：通过对米东热电厂Ｄｃｓ系统的长期运用，现场积累了一些Ｄｃｓ系统的故障处理方法及维护经验。介￣ｇ－ｆＤＣＳ集散控制系统故障分类， 通过加强Ｄｃｓ系统的日常运行维护，提高了电厂Ｄｃｓ系统运行稳定性。 关键词：火电 运行维护；ＤＣＳ １ ＤＣＳ系统概况 Ｄｃｓ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓ）是集散控制系统的简称。 是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的 多级计算机系统，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管 理、配置灵活以及组态方便。ＤＣＳ集散控制系统具有适应性好、 扩展性强、控制能力优越、可靠性高、可维修性强等特点，系统 中的所有设备可分４个层次，自下而上分别是：现场层、过程控 制层、操作监控层和管理层。 现场层的设备一般位于被控生产过程的附近，比如：变 送器、各类传感器、执行器、电动门等，它们将生产过程中的 各种物理量（温度、压力、流量、液位、振动等）转换成电信号 ￣－２０ｍＡ、卜５ｖ）或数字信号，送往过程控制站或数据采集站，同 时还将过程控制站输出的控制量转换成机械位移，带动调节执 行机构，实现对生产过程的控制。过程控制层主要由过程控制 站和数据采集站构成。过程控制站接收现场设备，如传感器、 变送器来的信号，按照～定的控制策略计算出所需的控制量， 并送回到现场层的执行器中去。过程控制站可以同时完成连续 控制、顺序控制或逻辑控制功能。操作监控层的主要设备有运 行员操作站、工程师站。运行员操作站是运行人员与集散控制 系统相互交换信息的人机接口设备，运行人员通过运行员操作 站来监视和控制整个生产过程，同时还可以打印各种报表、曲 线和画面等。工程师站是为了控制工程师对集散控制系统进行 配置、组态、维护所设置的工作站。管理层一般指电厂的厂级管 理计算机。 ２ ＤＣＳ系统故障类别 （１）现场仪表设备故障。现场仪表设备包括与生产直接联 系的各种传感器、变送器、执行器、电动门等，属于现场层的故 障。在ＤＣＳ系统中，这类故障占的比例最大。一旦ＣＲＴ画面出现不 正确的参数或执行机构不能调整、电机启动不起来等故障时， 应首先考虑这类故障。这类故障一般是由于仪表本身的质量、 寿命以及仪表周围复杂的生产环境所致。 （２）系统故障。这是影响系统运行的全局性故障，此故障一 般很难发生。如果系统发生故障后重新启动，便可恢复正常，可 称之为偶然性故障。 （３）硬件故障。这类故障是指过程控制层的故障，主要是 ＤＣＳ系统中的模块，特别是Ｉ／０模块损坏造成的故障。这类故障 一般比较明显且影响也是局部的，比如：参数显示没有变化， 排除现场仪表故障可能后仍不能操作执行机构和电动门等。 它们主要是由于使用不当或使用时间较长，模块内元件老化所 致。如果模块周围的环境灰尘超标、温度高、湿度大将会大大 缩短模块的使用寿命，因此鉴于ＤＣＳ系统对温度、湿度、清洁度 的严格要求。在安装前，操作室尤其是过程控制室的土建、安 装、电气、装修工程必须完工，如在夏季，空调要及时启用，控 制好室内温度、温度。 （４）软件故障。这类故障是软件本身的错误引起的，一般出 现在ＤＣＳ系统投运调试阶段。因为应用软件程序复杂，工作量 大，所以应用软件错误难以避免，这就要求在ＤＣＳ调试试运阶 段热工人员和运行人员应十分认真，及时发现并配合ＤＣＳ系统 调试人员解决问题，此类故障在ＤＣＳ系统正常运行后很少见。 （５）操作、使用不当造成故障。在实际运行操作中，有时会 出现ＤＣＳ系统某功能不能使用，但实际上ＤＣＳ系统并没问题，而 是操作人员操作不熟练或操作人员错误操作引起的。 ３ ＤＣＳ系统故障特点及维护 对于ＤＣＳ系统故障的处理大致有以下方法 使用不当引起 的故障。这类故障常见的有供电电源错误、端子接线错误、模 块安装错误、现场操作错误等；ＤＣＳ系统操作错误引起的故障。 这类故障常见的有参数整定错误、某状态设定错误等；确认是 现场仪表设备故障还是ＤＣＳ系统故障。若是现场一次仪表故障， 修复相应现场仪表；若是ＤＣＳ系统本身故障，应确认是硬件故障 还是软件故障。若是硬件故障，找出相应硬件部位，更换模块， 这一步骤要充分利用ＤＣＳ系统的白诊断功能，一般ＤＣＳ系统的各 部分都设计有相应的自诊断功能，在系统发生故障时一定要充 分利用这一功能，来分析和判断故障的部位和原因。若是软件 故障，还应确认是系统软件还是应用软件故障；若是系统软件 故障，可重新启动看能否恢复，或重新装载系统软件重新启动； 若是应用软件故障，可检查用户编写的程序和组态的所有数 据，找出故障原因。 ４ ＤＣＳ系统日常维护 对过程控制站，要形成制度每日检查。检查机柜内风扇运 转是否正常，不间断电源运转是否正常，冗余的ＣＰＵ主、从关系 和功能灯显示是否正确，通讯是否正常等。尤其夏日，要保证空 调的良好运行，注意观察过程控制室内温度。不间断电源根据 生产具体情况，定期做电源逆变试验，并观察蓄电池出力情况； 蓄电池要定期更换。供ＤＣＳ系统的电源自投装置要定期进行自 投试验。过程控制柜内的积灰，要及时用吸尘器进行清扫，确 保模块和ＣＰＵ等设备的良好散热。开关量输入、输出用保险管， 更换时一定要符合要求，不能以大换小。现场更换变送器或检 修其他热工仪表需拆线时，一定要先将过程控制柜内该点的保 险拉开，进行现场检修。一旦ＤＣＳ系统所用市电掉电改为由不 间断电源逆变供电后，运行人员和热工人员及时通知值长或电 气运行人员立刻恢复市电，若不能及时恢复，热工人员可采取 适当减少用电设备来延长逆变供电时间，为市电的恢复争取时 间。