分散电气控制系统组态中防误操作设计探究

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1、分散电气控制系统组态中防误操作设计探究　　【摘要】本文主要根据几个工程实例的研究来简单的分析了分散电气控制系统ECS（ElectricControlSystem）组态功能对于实际操作中的防误操作的可行性，并分析了DCS（DistributedControlSystem）分散控制系统目前的发展现状，简单的探讨单元机组电气防误操作的设计原则和设计要点，还提出了切换开关位置规则的防误操作思路。【关键词】DCS分散电气控制系统防误操作设计研究原则要点在电气操作中，安全可靠是首要的任务，为了防止出现恶性的电气操作事故，电气误操作就显

2、得尤为重要，它同时也是《防止电力生产重大事故的二十项重点要求》中的主要内容，是防止事故出现的重要手段。本文通过探讨和分析了多个工程的分散电气控制系统ECS组态功能，从中发现利用分散控制系统DCS具有很好的效果，它具有控制功能强大、系统运行稳定、人机界面设计优良、内部信息和资源共享等特点，加上利用软件联锁技术来加强电气防误操作的设计，可以极大的保证DCS运用水平的提高，最为重要的是保证电气操作的安全和可靠性。81DCS分散控制系统的发展现状DCS自1975年问世以来，大约有3次比较大的变革，70年代操作站的硬件、操作系统、监

3、视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发并没有动态流程图，通信网络基本上是轮询方式；80年代通信网络较多使用令牌方式；90年代操作站出现了通用系统，90年代末通信网络有的部分遵循TCP/IP协议，有的开始采用以太网。20多年来，DCS已广泛应用于各工业领域并趋于成熟，成为工业控制系统的主流。8随着我国传统产业的改造和新建工程项目的兴建，都对DCS的需求极为迫切，早在我国的80年代，主要是通过进口的方式来进行DCS配备，主要集中的领域是石化、冶金和电力行业，发展到90年代，我国的一些新型的高科技公司也纷纷的进入到DCS领域。

4、目前我国国内生产的DCS的价格较为便宜、备件备品方便、组态学习难度低、技术上先进等特点，基本能与国外的同类产品相抗衡，但是DCS在运用中还是存在一些问题，主要有四个方面：一是一对一的结构问题，一对一结构。一台仪表，一对传输线，单向传输一个信号。这种一对一的模式结构的接线比较复杂，施工的周期长、安装成本高、维护困难、维护成本高，二是可靠性较差，传输模拟信号不仅容易受到干扰，且准确度也较低，通常会采用各种措施来改善这两点，结果造成了成本提高，三是互操作性较差，虽然模拟表对信号的标准进行了统一，但是很多的技术参数仍然由制造商来设

5、定，导致了不同品牌仪表不能很好的进行互换，所以用户制造商的依赖较强，在应用上也不能选择性价比最优的配套仪表，甚至出现个别制造商垄断市场的局面；四是失控状态，通常操作员在控制室不能及时的了解现场的情况，对参数的调整等方面不能及时和准确，也不能预测事故，使得操作员对其处于失控状态。因操作员不能及时发现现场仪表故障，从而导致的事故时有发生。2单元机组电气防误操作设计时必要遵循的基本原则在对单元机组电气防误操作设计时首要考虑的问题是安全问题，所以针对安全问题必须要遵循几个基本原则，首先电气防误操作功能是安全功能的一部分，它就必须和

6、控制功能有效的分开，这是为了避免安全功能和控制功能同时失效的可能性。所以控制组态中防误操作设计时必须要遵循“五防”，不仅如此，在此基础上还着重的加强“五防”设备中薄弱的部分，以有效的避免“五防”外的操作规则防误操作问题和开关环节的误合、误分问题。3防误操作的设计可行性和必要性3.1提高电气防误操作水平8ECS从本质上来讲是发电厂单元机组电气系统采用的监控，但是它和升压站的监控系统NCCS有所不同，NCCS通常都设有“五防”机，而ECS则没有，使得曾经的有效的硬件防误设备不能再继续的使用，再者采用了ECS以后，值班室的值班人

7、员减少，加上以前的许多就地操作的项目都全部的集中到操作站上进行完成，这就对电气防误闭锁系统提出了更高的要求，必须要保证性能完善和可靠，系统运行稳定等，才能根本的满足防误安全管理的需求。3.2提高DCS利用率ECS在运用中我们可以将其看成是DCS的一个部分，在采样时对电气信号周期都基本要求到毫秒级，这就对DCS的硬件要求较高，这时设备的投资会增加，再加上其中增添了很多的I/O点，进一步的提高了投资成本。我们就以一个300MW容量的发电厂为例，每个机组6kV馈线按照40回计算，每回馈线约8个I/O点，其中AI一个，DO两个，D

8、I五个，这样计算下来至少每台机组的成本就要提高100万元。由于目前大部分的DCS都被应用于过程控制，其组态功能尤其强大，对复杂的控制效果极为明显，所以借助DCS的强大组态功能对于电气监控来说具有更强的逻辑控制能力，是实现提高DCS利用率的有效措施。4单元机组电气防误操作设计的主要思路4.1避免误合和误分