科 高 科ｆ技ｌ论ｌ坛 王继波 火电厂电气控制与ＤＣ Ｓ系统 （华电集团辽宁铁岭发电有限公司，辽宁铁岭ｌ１２０００） 摘 要：ＤＣＳ是分散控制系统（Ｄｉｓｔｒｌｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ｔ￣简称，国内一般习惯称为集散控制系统。现提出了ＤＣＳ的特点及火电厂电气控制 进入ＤＣＳ的目标。分析了用ＤＣＳ实现电气控制各个项目的特殊性和可行性，探讨了火电机组电气控制进入ＤＣＳ的控制系统构成方式和若干问题 及解决方法。 关键词：火电厂；电气控制；ＤＣＳ系统 叉在交流回路中，就对控制装置提出了更高的 择。一般发电机组控制系统改造前，电气系统 ｌ ＤＣＳ的特点 ＤＣＳ它是一个由过程控制级和过程监控级 抗干扰要求。 各元件控制装置自动化水平参差不齐，装置类 组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统， ２．４电气参量的变化速度和异常状态的发 型及生产厂商不统一，电磁型继电器．电气系 综合了计算机（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、通讯（Ｃｏｍｍｕｎｉ— 展速度是ｍｓ级的，保护、连锁系统逻辑运 统各部分未能形成统一的自动监控系统。在电 ｃ ｏｎ）、显示（ｃＲＴ）和控制（Ｃｏｎｔｒｏ１）等４ｃ 算、．输出动作也必须是ｒｎｓ级的。因此，电气 气纳入ＤＣＳ监控时采用了电气与热控合用一 技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分 控制对自动化装置本身的信号采集、运算处理 套微机分散控制系统的方式，取消原电气控制 级管理、配置灵活、组态方便。其具有以下特 速度要求也很高。如果要让ＤＣＳ完成这些功 回路中的控制开关、联锁开关、转换开关、指 点： 能，则必须加快局部过程控制站的处理速度， 示灯、光字牌及逻辑回路中的电压继电器、中 １．１高可靠性。 过程控制站的处理速度加快，则处理能力和容 间继电器、信号继电器，利用ＤＣＳ的逻辑组态 由于ＤＣＳ将系统控制功能分散在各台计 量降低，必将导致硬件增加或者影响到其他功 功能实现各种电气设备的控制、监视逻辑。断 算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某 能的正常实现。 路器位置信号等开关量直接接入ＤＣＳ的数据 一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能 ３电气控制纳入ＤＣＳ的目的 采集系统，电压、电流等模拟量通过变送器转 的丧失。此外。由于系统中各台计算机所承担 ３．１提高电气系统的运行监控能力和水平 换成４—２０ｍＡ电流后接人ＤＣＳ。经处理后进入 的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采 整台发电机组都采用现代化工具和手段实 监控中心。通过这种方式的ＤＣＳ改造基本实 用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使 现高水平和完善的监控。更有利于实现整个发 现了对电气系统设备集中监控及机、炉、电一 系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 电机组的综合自动化，提高管理水平。目前， 体化控制。各种操作可通过鼠标在显示器上实 １．２开放性。 电气系统重要的运行参数和状态显示及操作已 现。这种方式的优点是充分利用了ＤＣＳ强大 ＤＣＳ采用开放式、标准化、模块化和系列 进入ＤＣＳ，实现了ＤＣＳ对电气系统的监视与 的逻辑组态功能取代各种电气设备复杂的硬接 化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通 控制，很好地实现了整个机组（机、炉、电） 线回路，大大简化了电气二次接线，减少维护 信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功 的综合自动化和厂级运行管理。 工作量，并利用ＤＣＳ强大的数据处理功能，实 能时，可将新增计算机方便地连人系统通信网 ３．２提高电气控制的可靠性。 现了数据共享，输入一个接点信号就可在ＥＣＳ 络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算 一是由于ＤＣＳ自身具有很高的可靠性， 逻辑中任意取用，并形成历史记录，轻易完成 机的工作。 而且可以通过配置冗余等形式的控制系统替代 事故追忆、运行报表等。 １．３灵活性。 原有的固态逻辑和继电器，提高控制的可靠 如机组自启停控制系统，在机组启动前， 通过组态软件根据不同的流程应用对象进 性： 综合检查包括电气系统在内的整个机组的启动 行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互 二是可以省去大量操作终端，避免如硬接 条件，当汽轮机接近额定转速时，启动励磁系 间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规 线、开关、按钮等引起的故障； 统，定速后启动自动同期装置，进行发电机与 律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种 三是由于内部构成大量的联动逻辑，设置 电网并列；到一定负荷时再自动或由运行人员 监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制 了操作闭锁和操作准许检查逻辑，减少了人为 干预进行厂用电的切换；停机时主控回路发出 系统。 误操作的可能性。 相应指令，直到关闭电气系统、电气系统这样 ２电气系统控制的特点 ３．３达到完全集控运行的能力。 进入ＤＣＳ具有如下特点： 电气系统与热工自动化相比在控制要求及 由于全部电气的操作、监控都进入了ＤＣＳ （１）可以完全达到前面讨论的电气控制进 运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点 中，并与机组控制构成综合自动化系统，使运 入ＤＣＳ的目的。 表现为： 行人员可以在任一ＤＣＳ的终端（ＣＲＴ）上， （２）实现了另一种形式的分散控制，即信 ２．１电气设备相对热工设备而言控制对象 对包括电气系统在内的整个机组进行监控和干 息集中。虽然这种分散控制系统的构成是由不 少，操作频率低，有的系统或设备运行正常 预，使单元机组具有了以１名主值班员配若干 同厂商的设备组成的。但是。只要处理合适， 时，时常几个月或更长时间才操作一次。电气 辅助值班员进行运行监控的真正集控运行能 解决好通讯问题，这样构成的整体控制系统也 系统运行过程中操作量极少，过程参数的调节 力。 是真正的分散控制系统。 也很少，除励磁电压外几乎没有可调节的量， ４ ＤＣＳ对电气系统的控制方式 （３）充分发挥出了专门控制装置的优势和 运行过程的异常状态大都是由保护装置自动处 结合ＤＣＳ系统和电气控制各自的特点， 数字化装置的通讯优势，使系统总体构成更合 理的。电气系统的正常操作是对电气局部系统 ＤＣＳ实现电气控制的基本原则应该是，电气控 理、实用、经济，可靠性更高。 和装置的切投、运行方式的切换。 制的核心功能要充分应用原有的专用微机数字 （４）电气控制和热工控制的界面仍比较清 ２．２电气设各保护自动装置要求可靠性高， 化装置来实现。如发电变组保护、发电机励磁 晰，便于按传统的专业化系统设计、调试、维 动作速度快。 调节、故障录波等，这些装置和系统的工作状 护和检修。 ２－３电气系统的测量量是电流、电压，其 态、动作结果、经过装置处理后数字化的输入 ５纳入过程中需要注意的若干问题 他参数如电度、功率、电抗、相位等都属于电 信息，就是通过通讯方式送人ＤＣＳ中的。同 ５．１接口问题。 流、电压的二次参数。测量的手段为ＰＴ、ＣＴ 时要保证这些控制系统在功能上自成安全 现在微机元件保护、微机线路保护、微机 以及相应的电量变送器。状态测量只有开关的 运行的体统，脱离ＤＣＳ，无须外部干预就可以 控制与测量装置使用愈趋普通，这些装置大都 辅助接点，电气控制对象是断路器、开关、接 保证电气系统运行安全。 配有通讯接口，其通讯功能也愈趋增强，这就 触器，但对控制系统的输出直接动作的是电磁 电气纳人ＤＣＳ监控的方式，需要根据具 为其与ＤＣＳ系统通讯创造了条件。目前的设 线圈。从输人、输出看比较简单，但是它们交 体电气系统设备特点及整体自动化水平来选 计原则仍然是用硬接线电缆将这些装置的信号 一５Ｏ一 科Ｉ技Ｊ论｝坛 科 ——黑龙江技信总 —— 送到中问端子柜，再到ＤＣＳ。建议用通讯电缆 变化的东西多，重复工作多，任何一处功能或 信息优先级别等。 将这些装置的通讯接口与ＤＣＳ通过通讯接口 者任意一个整定参数的修改，必须由工程师站 ６结论 连接起来。需要注意的是，在设备采购过程 对过程控制站进行代码的传输。由于大部分的 经过前期的调研分析、施工期的精细施工 中，要规定微机装置的通讯规约必须是标准规 ＤＣＳ不具备在线传输功能，因此，在传输过程 以及后期的实验、调试，火电厂电气控制纳入 约，并且对微机装置的通讯功能、通讯内容 中可能发生该站部分输出状态处于任意状态。 ＤＣＳ系统后，可以完善和提高电气控制运行的 （如模拟量、开关量等）提出具体要求。这样， 那么只要电气控制和热工控制项目设在同一过 监控能力和水平，提高电气控制系统的可靠 只要在ＥＷＳ中进行简单组态就可以实现设备 程站中，对热控功能或参数的修改都可能导致 性、安全性和单元机组达到完全集控运行能 的监控功能。 电气系统误动。所以，在ＤＣＳ中进行电气控 力。 ５．２配合问题。 制功能过程站的分配时，必须注意这一问题。 在火力发电市场日益激烈的竞争中，保持 原先部分电气量进人ＤＣＳ，是由电气专业 ５Ｉ４调试问题。 设备的良好工况，保证关键时刻能“发出来、 设计变送器，选好状态，列出清单、明细，交 一方面，以前热控系统的控制对象是热机 送出去”，对提高设备的利用小时数、增加企 由热控专业进行分配。实际上这些进入ＤＣＳ 系统，热控人员对机务系统的了解较清楚，机 业效益和可持续发展能力有重要意义。 的量，电气的专业性很弱。而电气控制进入 务人员和热控人员分工很明确，ＤＣＳ内部的调 参考文献 ＤＣＳ系统后，例如机组综合控制的逻辑功能设 试都由热控人员完成电气控制。进人ＤＣＳ后。 ［１】１杨跃权．分散控制系统与现场总线 ．华北 计、电气控制功能在ＤＣＳ中的分配、位置选 热控人员对电气系统不熟悉，电气人员对ＤＣＳ 电力大学学报。１９９７． 择等，必须要由２个专业共同配合完成。电气 不熟悉，因此，两者配合更重要。为了便于发 【２牛玉广．２】计算机控制系统及其在火电厂中的 专业还必须和ＤＣＳ厂家配合，进行相关的技 挥各自专业优势，热控人员应该负责ＤＣＳ装 应用【Ｍ】．北京：中国电力出版社 ２０００． 术谈判，深人了解ＤＣＳ的特点，提出电气控 置和所有电气信息的处理及功能调试，连锁、 【３】袁任光．集散型控制系统应用技术与实例 制进入ＤＣＳ的特殊要求，以便ＤＣＳ的生产厂 保护逻辑功能调试应由电气人员完成，全部的 『Ｍ１．北京：机械工业出版社，２００２． 家在硬件配置、软件制作、系统功能组态时考 电气控制功能应由电气人员负责试验。另一方 【４】印江，冯江涛．电厂分散控制系统【Ｍ】．北 虑。另外，还要负责ＤＣＳ和的电气控制 面，电气系统的信息大部分是通过通讯方式进 京：中国电力出版社。２００６． 装置的数据通讯协议的建立等工作。 入ＤＣＳ的，因此，通讯设施的合理性、可靠 【５】王大为．火力发电厂分散控制系统应用基础 ５＿３分配问题。 性就成为整个系统正常工作的前提，也是系统 【Ｍ】．北京：中国电力出版社。２００７． 电气系统的控制逻辑、参数设置、固定的 调试的技术难点。既使在理论上没有问题的通 东西多，一次调试合适后重复的工作少，而且 讯方式，也必须经过调试双向组态优化。从整 一个系统运行（带电）后，可能很长时间或多 体系统的角度分配各个系统的通讯时段、周 年不允许退出；而热工的控制逻辑和设计参数 期、速率，每一周期的发送量以及中断方式和 （上接１９７页）前的研究已经证实有必要，而且 ４．１将“教师启动”与“目标语输入”有机结 得我们大家借鉴和采纳，同时还为分层次教学的 要鼓励学生自行纠错，因为自行纠错比外部干预 合。通过分析这两种模式，我们不难看出，它们之 实施提供了可能。 效果要好。这个结论是从两个方面的研究得出来 间有着交差的成分，“教师启动”强调由教师来通 ４＿４“巩固评定”与“选择性负面输入”有机结 的：（１）ＪＬ童语言的习得过程和（２）外语课堂交际 过各种手段向学生输入语言知识，而“目标语输 合。在任务型教学中的“巩固评定”是指对学生的 研究（Ｈｅｄｇｅ，２ｏｏ２）。研究人员发现，儿童在习得 人”则也包含这层含义，但同时它还强调学习者 汇报交流做全方位的评价，这样做当然有它的好 母语时，母亲通过一种叫Ｒｅｃａｓｔｉｎｇ的手段（划线 在这过程中要对输入语进行加工，即通过听说训 处，尤其是中学阶段的教学中可以用来规范学生 部分）为儿童提供语言负面信息。 练和教师与学生，学生与学生之间的互动来实现 的语言习惯。但随着我们所学知识的不断增加， ３任务型教学模式与Ｔｅｌｏｓ模式的相似性 的，也就是说它这其中掺杂了学生活动。那么在 特别是要考虑到学生的情感因素，我们在纠错的 研究 实际教学中，我们可根据所授课的类型来区别对 时候最好要有选择性，纠错的同时其实也是在为 ３．１培养目标的相似性。任务型教学与Ｔｅｌｏｓ 待。如果所讲的是对话类的交际语篇，我们最好 他输入正确的语言信息，从而也达到了像任务型 教学模式都是以培养学生的语言实际应用能力 采用后一种形式，这样可以让学生当时就得到及 教学中所说的任务的循环。但语法教学中，我建 为目标的，它打破了传统语言教学中教师“一言 时的巩固，如果讲的是叙事语篇或是语法教学， 意大家还是要全方位的纠错，因为语法很严格。 堂”的教学模式。重在培养的动手、动口、动脑积 那么我们要选择前一种方法，这样就可以让学生 容不得半点马虎，所以还是要看我们所讲的内容 极课堂实践的能力。 先了解背景知识和语言形式，再自主操练。这样 来定。 ３．２教学理念的相似性。任务型教学与Ｔｅｌｏｓ 做不但有助于他们理解语篇的内容，同时也有助 通过以上的比较分析，我们不难看出，任务 教学模式在课堂教学的实施中，都是以具体的任 于他们掌握准确的语言形式。 型教学法与Ｔｅｌｏｓ教学模式其实是不相矛盾的， 务为载体，培养学生的参与意识，考虑学生的情 ４．２“学生自学”与“投入”有机结合。“投入” 而且还存在着很多相似的成份，在我们的教学 感因素，课堂中更多的是强调以学生为活动的主 指学生对某一活动或教学过程的关注，而“学生 中，大家要深入挖掘教材内容，根据所讲内容的 体，教师只是教学活动的引导者和帮助者。 自学”则指通过下达任务的形式，让学生自己在 特点来选择授课的模式，在教学中有机的将这两 ３＿３课堂实践模式的相似性。首先，它们的教 完成任务的过程中去学习。其实在“投入”里面也 种方式结合起来，这样不但使课堂形式多样。而 学环节都是分五个步骤来进行的，而且仔细揣摩 包含了学生自学的成份，但在这其中还要掺杂一 且还容易达到预期效果。更重要的是为我们英语 五个步骤的顺序和每个步骤的目的都能发现很 些教师的引导，教学活动的设计等因素。所以这 师范生今后的教学提供了模版，同时还考虑到了 多相同的地方。它们大致都是按照“教师引入新 样看来，简单的内容，我们可以单纯通过“学生自 他们的情感因素。 知识，学生学习新知识，学生在活动中操练新知 学”来实现，而复杂的内容则必须有教师的引导 参考文献 识，学生的活动反馈以及学生活动评价等五个步 和学生的自主操练，所以要选择哪一方法要具体 ［１ｌＲｉｃｈａｒｄｓ，Ｊ．ａｎｄ Ｒｏｇｅｒｓ，Ｔ．Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ａｎｄ 骤来进行的。其次，在学生学习新知识和学生在 看讲授知识的难易程度来定。 Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｔｅａｃｈｉｎ￣Ｊ］．ＣＵＰ ２００２． 活动中操练新知识阶段都是以任务的形式来完 ４．３“讨论交流”与“学生自主选择”有机结 『２】庞继贤．交际课堂的任务设计——导读『Ｍ１．北 成的，每一项学习内容的完成都掺杂着完成任务 合。“讨论交流”是任务型教学进行的关键环节． 京：外语教学与研究出版社。２００４． 的因素，因此，这为学生提供了语言操练的阵地， 是在学生自主学习的基础上以小组的形式来促 １３】中华人民共和国教育部．英语课程标准（实验 使他们在尽可能真实的环境中来学习和应用语 进语言输出的准确性。而学生的自主选择也是通 稿）『Ｍ１．北京：北京师范大学出版社，２００１． 言。 过小组活动的形式来实现的，只不过它还强调了 『４１邹为诚。综合英语教程（１－６）【Ｍ】．北京：高等教 ４任务型教学模式与Ｔｅｌｏｓ模式在课堂教 学生学习的可选择性，这样既考虑到学生的知识 育出版社，２ｏｏ５。 学中的有机结合 因素同时也考虑到了学生的情感因素，因此更值 一５１—
