1、火电厂自动化控制系统应用与研究摘要：随着科学技术的不断进步，火电厂的自动化控制系统也不断升级，以前落后的自动控制手段消耗大量人力物力，已经不能满足当前时代的要求。本文主要分析了传统火电厂的监控模式，并且简要介绍了当代信息化数字化的火电厂控制系统。 关键词：火电厂 自动化控制 新型控制系统 中图分类号：TM621 文献标识码： A 文章编号： 1 电厂的监控模式 1.1 传统的电厂监控系统模式 传统火电厂电气监控的实现方式是由 DCS 系统经 I/O 面板实现对电气部分的 AI、DI、SOE 采集和远方控制功能。如继电保护，电源切换等特殊功能都可以通过独立的电气自动化装置来完成。与电厂本身的 D
2、CS系统无关。在这种情况下 DCS 系统的的 I/O 板与电气回路采用电缆连接, 模拟量需要经过变送器转换成标准的 4-20mA 电流。这种形式下的 DCS 系统已经可以实现对电气中的重要的信号的监视和控制,但是其监控规模还比较小，并且类型比较单一,而且需要大量变送器和电缆来实现传送，这种方式的成本也比较高。 1.2 现代发电厂电气自动化系统模式 随着科技的发展和微机保护技术的进步，电气的综合保护控制模式可以实现基于交流采样的保护、测量、录波、控制和通信，这种新型的计算机保护系统可以更快更便捷的采用现场总线、工业以太网等技术形成控制网络。而电厂的电气监控也随着科技的进步发展为以交流采样、数字通
3、信为主要特点的综合自动化系统 ECS。ECS 与电厂内其他生产和管理系统如 MIS、SIS、DCS、NCS 等一起实现电厂的全面信息化控制。ECS系统属于分层控制系统，它可以分为站控层、通信控制层和间隔层，每层的设备与功能均相互分离。其中站控层由主站系统组成，是整个 ECS系统的核心，完成对整个 ECS 系统的数据收集、处理、显示、监视、控制功能1。 2 信息化与数字在在火电厂管理中的应用 2.1 火电厂的管理信息化技术 火电厂的管理信息系统 MIS 是在 20 世界末期随着计算机技术的发展而兴起的新管理系统，也是火电厂信息化管理的代表。MIS 系统采用关系型数据库模式,主要适合于为一个企业的
4、运营、生产和行政管理工作服务, 以便完成设备的整修。它较多的运用于生产经营管理、财务管理、办公自动化等。它是计算机时代来临和科技进步的标志。MIS 系统在火电厂中的应用起步较早,为发电企业的生产管理起到了较好的经济效益和社会效益。先进的管理系统能够提供过去、现在和将来预期信息的一种必要条件， 。它可以覆盖整个管理部门与企业人员，它和其他系统有着明显的区别,它的管理模式与市场化意识息息相关。长期以来, 发电企业的信息化建设主要集中在两个层面: 底层以 DCS 为代表的生产过程自动化系统和上层以 MIS、ERP 为代表的管理信息化系统。生产过程自动化大大提高了机组运行的安全性、可靠性, 并直接改善
5、了机组运行的经济性。管理系统化实现了企业的科学化管理，大大节约了工厂的人力物力财力, 提升了管理效率,给发电企业带来了巨大的经济收益。不过在控制系统与人为管理之间,依然存在着较大的理念差别，管理缺乏全面准确的数据支撑、控制缺乏全局优化的指导, 从而影响了火电厂的经济收益。 2.2 火电厂控制的数字化技术 火电厂运行控制与管理的数字信息化,产生了数字化电厂的理念，它首先是通过采用先进的信息技术,实现火电厂管理的数字化。实现人、技术、经营目标和管理方法的集成, 是发电行业管理思想的一个新的进步。数据库支持系统以关系数据库和实时数据库为基础, 通过面向数据主题的电厂数据仓库, 来形成数字化火电厂的数
6、据库支持系统和强大的技术平台支持。火电厂数据仓库可以对电厂各类数据进行分析、提炼、总结2，从而为火电厂的管理和决策提供支持。现今建设数字化电厂的首要任务是加快现场总线技术及高科技数字化设备的应用, 并根据 SIS 和MIS 系统的需要增加采集的信息量, 从而全面使火电厂网络化数字化, 真正实现火电厂数字化,实现建立新时代下高科技现代化火电厂的目标。 3 新技术下的现代控制系统 3.1 厂级生产过程自动化和管理现代化系统(简称厂级自动化系统) 厂级自动化系统由厂级监控信息系统(Supervisory information system in plant level,简 SIS)和厂级管理信息系
7、统(Management information system in plant level,简写 MIS)组成。SIS 主要处理全厂收集的实时数据，完成厂级生产过程的监控和管理，分析厂级故障，厂级性能计算、分析和经济负荷调度等。MIS 主要为全厂的运营、生产和行政的管理工作服务。SIS 和 MIS 可以成为在一个网络中的 2 个功能，共用计算单元和数据服务器，SIS 网与 MIS 网用网关或其它接口分隔成 2 个网，分别对应相应的计算单元和服务库数据，从而提高 SIS 网的安全性。使火电厂生产过程形成生产自动化和管理现代化的信息网络3。 3.2 辅助车间监控系统 一个火电厂有十个以上的辅助车
8、间，在国外已有通过网络把这些车间集中到 1 个控制室进行集中控制的做法。过去国内都是由一个辅助车间内的 PLC 和上位机构成一个网络，在车间控制室内控制。目前这种方法趋向于采用相对集中的方案，例如全厂形成煤、灰、水 3 个控制网络。如果科技进步，条件成熟，可以继续减少控制网络的数量。辅助车间网络通过网关连接到上层网厂级 SIS 网，不推荐连接到单元机组 DCS网，过度到 SIS 网的方法。因为这样增加了 DCS 网负荷，很难处理单元机组公用车间运行管理不同的矛盾，而且单元机组对大量辅助车间的收集信息也没有要求。至于 2 个单元机组公用的厂用电系统和循环水泵房，则可设置公用 DCS 网 3.3 网络站监控系统 网络站监控系统和计算机系统本质上都是厂级 SIS 管理系统，由它管理下面的每一级车间系统，有人提议可以把网络站监控计算机系统和SIS 合用一个信息网络，这样做存在很大的缺陷，因为它们是 2 个不同性质的网络，如果合用可能会降低系统的安全性和可靠性，并使不同任务的值班人员在同一网络的终端上工作，从而带来一系列问题。 参考文献： 1焦邵华 李娟 李卫 大型火力发电厂电气控制系统的实现模式J电力系统自动化 2005-29 2覃一宁 大型火力发电厂运行优化控制系统的研究与实现D 大连理工大学 2001 3苏茂均火电厂电气综合自动化系统的研究D 华北电力大学（河北 2004
