电厂电气控制系统中应用现场总线技术探析

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1、电厂电气控制系统中应用现场总线技术探析摘要：在社会主义经济体制改革不断深入发展的背景下，社会经济形势持续向好，电能消耗也呈现持续增长的趋势，我国的电力事业得到了前所未有的发展。目前，分散式控制系统在我国电力行业得到广泛应用，尽管已经获得了良好的应用效果，但是由于该系统同电气自动化的结合并不深入，因此还要很大的上升空间。本文就将结合具体的工作经验对电厂电气控制系统中的现场总线控制技术进行分析。关键词：电气控制现场总线分析中图分类号:TM621文献标识码:A文章编号:1003-9082(2016)12-0296-01现场总线技术是一项依托于计算机技术发展起来的工业数据总线技

2、术，它的主要作用使实现现象设备间的数字通信以及设备同高级控制系统之间的通信。现场总线具有优越的可操作性、互用性和结构分散性，目前已经在电力领域得到广泛应用，并被称作电气控制现场总线技术，简称为FECS。一、电气控制现场总线技术概述目前大型火力发电厂更加倾向于选择技术成熟、运行稳定的生产技术，这些技术往往环节较多、操作复杂，对现有的电力控制系统提出了更好的要求。由于现场总线技术具有很好的智能型和互操作性,它能够提高电厂电气控制系统的自动化程度，因此在电厂得到广泛应用。总的来讲，FECS主要集中在运行速率比较低的产品领域，因此未来发展将以稳定低速FECS领域和开拓高速FEC

3、S领域为主。高速现场总线主要用于控制网内各种设备之间的互联，这些设备包括控制计算机、PLC设备，他们往往具有较高的智能化水平和较快的处理速度，同时，高速现场总线能够同低速现场总线网络实现通信，真正发挥了对整个网络系统全分散结构的控制。在高速现场总线发展的背景下，高速FECS也实现了较快发展，逐渐突破以往系统的不足，促进了电气控制自动化系统的网络控制结构的完善。二、FECS的主要控制内容及总线控制系统的控制特点1.FECS的主要控制内容现场总线主要通过对电厂发电机组以及变压器等相关设备进行监控来实现对电网的控制。由于FECS的结构较为复杂，因此它能够实现对数量繁多设备进行

4、监控，主要包括：发电机的励磁系统以及变压器、高压厂用及备用电源、主厂房内的低压常用电源以及低压厂用变压器等等。2•总线控制系统的主要控制特点总线控制系统具有以下优势，使它在与其他控制系统相比时表现出更加良好的性能。这些优势包括：1)参数更新速度快。总线控制系统中包含有性能良好的计算机系统，它能够对系统监控系统的结果做出迅速反映，实现参数的实时更新。这些参数是电气模拟量对电压等内容模拟的结果，其产生的数字通量中隐含了保护动作等信息。2)智能化水平较高。在电力系统运行的过程中，总线控制系统能够通过逻辑运算方式的编写实现对全部电气设备的智能化控制，提高了控制的准确性，保障了电

5、力设备运行的安全可靠。3）系统控制频率较低。通常情况下，在电力系统运行良好的情况下是不需要对电气设备进行控制的。一旦发&电气故障，需要对切换电源时，继电保护装置和自动装置就发挥作用，完成以编写好的制定动作。同时，总线控制系统具有操作上的灵活性，而且设备的运行稳定性很高，这就使得系统控制的频率往往保持在较低的水平上。三、FECS系统的组成及系统方案1.FECS系统的组成FECS系统根据工作原理的不同可以分为三层，分别是：间隔层、通信管理层以及站控层。首先，间隔层中包括各种不同型号的保护监测装置、厂用电源的快速切换装置、小电流接地选线装置等。间隔层通过对专门软件的开发来提高

6、系统的整体性能，实现对各种智能装置的完善。同时，它还具有CPU、现场总线、以太网等对外通信的接口。总的来讲，间隔层同类似于电脑的主板，虽然不具备实际具体的功能，但是在整个系统的运行中起到了不能忽视的作用。其次是系统的通信管理层，这一层主要进行操作网络和信息的管理，实现间隔层中各种智能装置以以及发电厂其他智能装置之间以及与上层站控层之间的通信。目前，电厂FECS系统常用的通信方式主要有以太网和现场总线两种，同时随着网络技术的不断发展，不同的网络标准之间也能实现信息的交换。最后是站控层，站控层中包括计算机硬件系统以及各种专业的应用软件，硬件包括服务器和工作站，软件则包括完成

7、电厂故障判断等功能的各种专业软件，同时还包括与下层设备进行通信的网络接口。2.FECS系统方案FECS系统中，不同类型的发电机组通过不同的方式实现监控，一般电厂的大型发电机以及相关的电气设备通过“通信+硬接线”的监控方式。同时，FECS系统能够同分散控制系统通过网络实现信息沟通，减少了信息重复的情况，对降低设备以及运行维护成本具有很大的帮助。本文将主要分析大型电动机及其电气设备的FECS系统方案。一般电厂的大型发电机以及相关的电气设备通过“通信+硬接线”的监控方式。其中，电动机、低压厂用变压器的监控、监测主要由综合的保护装置完成，回路电流