发电厂电气自动化中对分散控制系统的应用分析

发电厂电气自动化中对分散控制系统的应用分析

陈占明

（黄河上游水电开发有限责任公司龙羊峡发电分公司811899）

摘要：传统发电厂的现代化发展离不开自动化系统的应用，自动化系统功能实现来源于对于处理器的选择和设计，分散控制系统是目前发电厂主要采用的技术方案。本文将就传统发电厂电气自动化建设方案为基础，对电厂内部分散控制系统的主要架构方式和应用条件进行分析，从而帮助传统发电厂形成现代电气自动化的控制方案。

关键词：发电厂；电气自动化；控制系统；处理器

前言：控制系统的功能来自于处理器的架构组成设计方式，常见的处理器架构方式可以根据处理器形态分为集中控制和分散控制两种模式。其中分散控制的处理核心为多个微处理器设备，，通过构建集中采集站的方式，形成处理器的分布和联络。随着自动化技术的发展，分散控制系统在发电厂当中的应用优势也逐渐体现出来。对于现阶段发电厂自动化建设来说，分散控制系统是主要建设方向之一。

一、分散控制系统的通信网络应用

网络通信技术是现代信息技术的核心，同时也是一切控制系统和平台实现功能的前提。发电厂的自动化控制系统在实际运行和使用当中，需要通过软硬件之间的相互结合，实现通信，从而达到信息的交互和流转。分散控制系统的核心单元需要对发电生产现场生产的相关数据信息进行掌握，并结合数据分析和数据比对的方式，对现场信息和现场生产环境进行预估，评判可能出现的突发事件，最终完成对于发电生产现场的全面控制。在实际的发电厂分散控制系统建设当中，信息通信主要借由现场总线来完成，常见的通信电缆为一般通信所采用的同轴电缆线，并通过局域以太网的形式，形成实时通信结构[1]。在管理层面，以太网通信信息的管理需要首先设定通信协议，保证通信协议能够满足规定要求后，方可实现系统与现场纵贯线之间的信息传输和数据共享功能。现代网络环境当中的TCP/IP通信协议，可以作为发电厂分散控制系统的主要通信协议，应用在通信网络环境之中。而随着发电厂生产环境的逐渐复杂化，越来越多的新能源逐渐开始与传统电网进行并网运行，分散控制系统所面临的数据处理压力也与日俱增，因此在网络环境当中，控制运行人员还需要注重网络压力情况，利用建设手法和网络优化手段，帮助实时通信网络能够在保证数据通信量的同时，实现减压。例如常见的非实时通信网络架构，可以借助网络寄存器作为中间环节，实现网络信息的寄存。在传输过程中，数据信息可以根据网络权重设置，设定具体的发送时间。这种建设方法在保证了发电厂分散控制系统的通信能力的同时，还避免了因网络数据量过大所造成的网络拥堵以及网络指令错误等问题，提高了信息通信水平的控制能力。

二、分散控制系统的监控系统应用

管理人员对于现场生产环境进行远程监控和远程指挥，是目前生产控制系统建设所必备的功能之一，对于发电厂一类的重要生产单位来说，现场控制、现场指挥以及现场调度，都需要做到一丝不苟。管理人员除了需要具备管理和监督指挥能力，还要能够总揽全局，对生产过程中存在的细节问题加以指正和引导，保证现场生产工作良好完成。分散控制系统所建构的通信能力，除了能够保证生产现场的重要数据信息可以借由网络连接实现快速、准确的传达之外，生产现场当中的生产情况、生产完成度、生产视频信息等，也可以借由通信网络反映在管理人员的监控终端之中，管理人员可以结合终端显示器所显示的内容，进行指挥和指令发布。例如在发电生产环节当中，自动化系统能够结合监控人员的指令预设，对现场工作人员的工作状态和机械操作正确性进行识别[2]。如果发现工作人员在进行参数录入、机械操控时出现与预设值之间的偏差，自动化系统能够第一时间通过指示灯和警报铃声的方式，对错误作业的工作人员进行提示。工作人员在接受到提示之后，需要第一时间检查系统操作存在哪些问题。同时分散控制系统还可以根据故障问题的权重，设定线路切断方案，避免因现场误操作，造成故障问题的持续扩大，最终产生更为深远的影响。

三、分散控制系统的网络安全防护

分散控制系统内部的网络数据信息量十分庞大，其内容包含了发电厂生产的各个环节，一旦出现网络故障或者网络侵入，除了会造成发电厂生产瘫痪，还会造成重要的信息数据泄露和丢失，产生巨大损失。例如在一些能源相对较为集中的地区，发电厂的生产规模庞大、处理数据信息量丰富，一旦发生信息泄露和安全事故问题，后果不堪设想。因此在分散控制系统的实际应用当中，还需要建立严密、安全的防范保障系统，避免因网络系统存在安全隐患，造成严重后果。在分散控制系统的建设和应用当中，应当强调网络防火墙和网络信息认证的重要作用。管理人员和相关工作人员在进行系统平台登录时，需要优先完成身份信息的认证工作，系统通过数据库识别的方式，对登录身份进行识别和认证，查看身份信息是否合法。只有当身份信息与系统信息保持一致、身份以及网络IP合法时，系统方可准予该工作人员的登录请求。一旦发现身份信息和登录请求存在非法等异常状态，系统应当在完成身份识别之后，对该非法身份信息以及其所处的网络IP进行锁定，拒绝其登录请求，以此来保证分散控制系统的安全。

结论：综上所述，发电厂目前所依赖的自动化系统当中，分散控制系统的主要优势在于利用多核心微处理器共同运作实现对于现场信息的控制能力。对于发电生产环节来说，生产现场环境复杂度较高、生产能力和生产自动化水平要求较为普遍。因此结合以往的自动化系统控制范例，利用分散控制模式实现对于发电厂自动化生产的调节和监控，将成为发电厂未来自动化发展的主要方向。

参考文献：

[1]孙佃升.浅谈国内高校虚拟仿真实验中心建设及仿真实验教学——以电气、自动化专业为例[J].电子世界,2018(22):42-43.

[2]汪洪海.电气工程及其自动化技术下的电力系统自动化发展分析[J].科技风,2018(34):154.