探究電氣自動(dòng)化控制
探究電氣自動(dòng)化控制，是小編專門為各位電氣自動(dòng)化專業(yè)的同學(xué)準(zhǔn)備的論文，希望對(duì)大家有幫助!
摘 要：電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)(ECS)是使用保護(hù)、測(cè)控、通信接口、監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)所有電廠電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)和信息管理，是實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的全面解決方案。筆者結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電廠電氣自動(dòng)化控制的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，介紹了電氣控制對(duì)象的特點(diǎn)及ECS在DCS中實(shí)現(xiàn)的方式，并對(duì)當(dāng)前存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，以供參考。
關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化 ECS 實(shí)現(xiàn)方式 問(wèn)題
1 引言
電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)(ECS)是指使用保護(hù)、測(cè)控、通信接口、監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)所有電廠電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)和信息管理。是實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的全面解決方案。
國(guó)內(nèi)大部分發(fā)電廠都采用集散控制系統(tǒng)(DCS)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱工系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，而傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)一般采用“一對(duì)一”的硬連接控制以及儀表監(jiān)視，自動(dòng)化水平相對(duì)落后。為了提升電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，應(yīng)考慮建設(shè)相對(duì)獨(dú)立的電氣控制系統(tǒng)，ECS系統(tǒng)包括電廠所有電氣子系統(tǒng)即升壓站子系統(tǒng)、機(jī)組子系統(tǒng)和廠用電子系統(tǒng)。
2 電氣控制對(duì)象的特點(diǎn)
以火力發(fā)電廠為例，電氣控制系統(tǒng)相對(duì)于熱機(jī)等設(shè)備而言，其需要控制的信息采集量和對(duì)象并不是很多，其操作頻率也相對(duì)較低，但須要強(qiáng)調(diào)快速性與準(zhǔn)確性。而對(duì)于電氣設(shè)備的保護(hù)自動(dòng)裝置的可靠性也要求較高，并且動(dòng)作速度要快，抗干擾性較好。
熱力系統(tǒng)控制需要處理的信息量很大，系統(tǒng)也很復(fù)雜，多以過(guò)程控制為主;電氣控制系統(tǒng)(ECS)主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主，連鎖保護(hù)較多。
3 電氣控制系統(tǒng)ECS概述
電氣控制系統(tǒng)ECS(Electrical Control System)一般稱為電氣設(shè)備二次控制回路，不同的設(shè)備有不同的控制回路，而且高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備的控制方式也不相同。其任務(wù)是保證一次設(shè)備運(yùn)行的可靠與安全，因此需要有許多輔助電氣設(shè)備為之服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)某項(xiàng)控制功能的若干個(gè)電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。
一般ECS設(shè)備主要功能包括：測(cè)量功能、監(jiān)視功能、自動(dòng)控制功能和保護(hù)功能。即實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)的電氣設(shè)備監(jiān)控、聯(lián)鎖及各電氣參數(shù)的測(cè)量，并可在操作員站CRT畫(huà)面上顯示各系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)、工況，并全部實(shí)現(xiàn)軟操作等功能;實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)變組及各配電設(shè)備事故、預(yù)告、保護(hù)動(dòng)作后的報(bào)警，光字牌顯示、歷史站記錄、追憶打印等功能;實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)順控自動(dòng)升壓自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng);實(shí)現(xiàn)高備廠變及各低備廠變的自動(dòng)切換操作等功能。
常用的控制線路的基本回路包括：電源供電回路、保護(hù)回路、信號(hào)回路、自動(dòng)與手動(dòng)回路、制動(dòng)停車回路、自鎖及閉鎖回路。在設(shè)備操作與監(jiān)視當(dāng)中，傳統(tǒng)的操作組件、控制電器、儀表和信號(hào)等設(shè)備大多可被電腦控制系統(tǒng)及電子組件所取代，但在小型設(shè)備和就地局部控制的電路中傳統(tǒng)元部件仍有一定的應(yīng)用范圍。這也都是電路實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)。
4 ECS在DCS中的實(shí)現(xiàn)方式
4.1 部分DCS方式
僅由DCS軟件實(shí)現(xiàn)電氣邏輯，通過(guò)DCS的I/O通道或網(wǎng)絡(luò)通信將控制指令發(fā)送到電氣控制裝置上。DCS可實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖的投退，開(kāi)關(guān)的分合閘，電動(dòng)機(jī)的啟停，操作指令合法性的邏輯檢查和揭示邏輯實(shí)現(xiàn)條件等。對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器AVR(自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器)、發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期裝置ASS、發(fā)電機(jī)-變壓器組繼電保護(hù)裝置、故障錄波裝置等，其功能靠自身裝置實(shí)現(xiàn)，僅通過(guò)DCS實(shí)現(xiàn)裝置的投、退。
優(yōu)點(diǎn)：電氣裝置獨(dú)立，完全由其自身實(shí)現(xiàn)安全性連鎖邏輯，脫離DCS系統(tǒng)，依靠自身仍然能夠維持安全運(yùn)行;缺點(diǎn)：可靠性取決與裝置。
4.2 完全由DCS硬件和軟件實(shí)現(xiàn)電氣邏輯
包括發(fā)電機(jī)同期邏輯、廠用電自動(dòng)切換邏輯、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器甚至簡(jiǎn)單的繼電器保護(hù)邏輯等。有些DCS已有相應(yīng)的專用硬件模件，與其軟件組態(tài)完成相應(yīng)電氣裝置的功能。
優(yōu)點(diǎn)：軟硬均在DCS，靈活方便功能強(qiáng);缺點(diǎn)：對(duì)DCS要求高，負(fù)擔(dān)重，可能影響其它控制系統(tǒng)，并且某些功能上難實(shí)現(xiàn)(發(fā)電機(jī)-變壓器組繼電保護(hù)裝置、故障錄波裝置等)。
5 存在的問(wèn)題及建議
ECS的監(jiān)控系統(tǒng)與各個(gè)保護(hù)的通訊接口沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)約，因其保護(hù)型號(hào)不同，相應(yīng)的規(guī)約也有較大差異。例如，威盛電能表規(guī)約DL/T 645-1997，而許繼的保護(hù)規(guī)約為IEC-870-5-103。這就需要網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)對(duì)這些規(guī)約進(jìn)行解釋，對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試帶來(lái)了很多困難。而實(shí)際工程項(xiàng)目中，通常留給調(diào)試的時(shí)間也十分緊張，因此會(huì)出現(xiàn)隨著投產(chǎn)的進(jìn)行，消缺也緊隨其后的情況。
從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以看出，各間隔分散的數(shù)據(jù)，容易發(fā)生由于傳送數(shù)據(jù)量大，受通信速率、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)容量等的限制使通道阻塞，造成信息傳輸?shù)钠款i。
在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中，還需要特別強(qiáng)調(diào)信息總量的問(wèn)題，因?yàn)樾畔⒉杉瘍?nèi)容越全，對(duì)電廠監(jiān)視和事故處理越有利，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，就會(huì)發(fā)現(xiàn)還存在一個(gè)信息優(yōu)化的問(wèn)題。特別是對(duì)于保護(hù)裝置通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)上傳的報(bào)文，例如當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，裝置就會(huì)上傳大量的報(bào)文，從而影響了運(yùn)行人員對(duì)重要信息的捕捉。所以，我們必須對(duì)系統(tǒng)所采集的信息進(jìn)行一定的優(yōu)化與篩選。
監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)也是需要著重考慮的重要因素之一。但是，系統(tǒng)的很多技術(shù)指標(biāo)既沒(méi)有確切的定義，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程中也不便于測(cè)試，如網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率和CPU等。間隔設(shè)備并沒(méi)有像微機(jī)保護(hù)那樣明確的校驗(yàn)規(guī)程。隨著監(jiān)控系統(tǒng)在電廠運(yùn)行中所處的重要地位，這些問(wèn)題不容忽視，必須立即制定相關(guān)的調(diào)試、校驗(yàn)規(guī)程，以保證監(jiān)控系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。
6 結(jié)束語(yǔ)
ECS系統(tǒng)將各自獨(dú)立運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、自動(dòng)裝置等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)連接起來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和后臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制、故障分析和運(yùn)行管理，提高了整個(gè)發(fā)電廠的自動(dòng)控制水平和運(yùn)行管理水平，同時(shí)，減小了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備的維護(hù)量，對(duì)提高電廠安全、穩(wěn)定、可靠、管理的運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益等都具有十分重要的意義。
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