2机组厂用ecms系统设备应用和改造

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1、2机组厂用ECMS系统设备应用和改造　　摘要：针对丰润热电2*300MW亚临界供热抽汽凝汽式发电机组把电气监控系统（ECS）纳入DCS的成功应用，介绍了以CSN-031E主控单元为基础，从硬件和软件两方面分析电气监控系统的实现过程及其在电厂电气监测控制中的实际应用。分析了ECS与DCS通信的实现方式介绍了应用Cybercontrol组态软件对ECS系统监视画面组态的实现，以期为更大容量单元机组实现电气进DCS控制和小机组实行DCS改造提供相关的范例和参考，09年投入运行后，运行中暴露的问题，以及对系统应进行相关升级及改造的必要

2、性。关键词：丰润热电ECS电气监控系统现场总线DCS一、引言电气监控系统（ElectricControl11System，ECS）是集计算机、通信、图型显示和控制四大技术于一体的自动化综合系统，因其具有布线容易、节约成本，运算能力强、实时可靠性高、信息共享和管理集中等优点，并能实现与集散控制系统（DCS）、厂级监控信息系统（SIS）、厂级管理信息系统（MIS）和输煤、化水等辅助控制系统的一体化而在大中型火电机组中得到了广泛应用[1]；大唐丰润热电有限责任公司一期2*300MW机组采用北京四方ECS系统成功的将电气量监控纳入DC

3、S并将辅机电量传送达SIS系统，本文介绍了ECS系统的组成及组网方式，并结合该厂实际分析了ECS与DCS和SIS互联的方式和利弊，以期为后期项目提供一定的参考。二、电厂电气监控系统的组成及组网方式1.ECS系统的组成ECS采用开放、分层分布式网络结构，通常采用3层设备2层网络结构，分为间隔层、通信管理层、站控层[2-4]和一套GPS对时装置。系统结构如图1所示。图1ECS系统结构图1.1间隔层，主要是完成各种专业化功能的智能装置，由众多的保护和自动装置构成，包括厂用电母线、开关测量控制保护装置，机组励磁、调速及同期装置，发变组

4、保护装置，投切装置，微机型在线监测装置等智能设备。该层装置数量众多且分散，一般采用串口或现场总线与通信层连接。1.2通信管理层，包括通信网络及通信管理机（communicationmanagementunit，CMU）。由于各保护测控装置间通信协议的多样性，各种装置之间无法实现信息的直接交互。通信管理机完成通信控制和规约的转换，实现不同装置之间以及装置与DCS、电气主站之间的信息交互。1.3.站控层，包括电厂电气监控系统站控层计算机硬件和各种专业应用软件，硬件有服务器、工作站等，应用软件包括11SCADA、故障诊断等与电网中类

5、似的各种基础应用及高级应用功能软件[5]，以及电厂电气监控系统与发电厂其他管理系统间的通信接口等。通信管理机向下一般采用串口或CAN等现场总线与间隔层组网，向上采用以太网与站控层连接。站控层网络结构采用以太网总线，间隔层采用串口组网（如RS-485）或现场总线，网络设备一般包括集线器、网络电缆或光缆等。采用双网络，所提供的通信网络由两路单独、完整的通道（包括冗余的通信网络接口模件）组成。任何一路数据通信网络发生故障不会使系统瘫痪，增强了电厂电气监控系统的可靠性。2.组网方式间隔层与通信管理层的组网方式主要分为两类：1）面向电气

6、间隔的组网方式[6]，是根据厂用系统主接线分段，基于地理上的就近原则，对各种智能控制设备进行分组组网至对应的通信管理机；2）面向过程的组网方式，是根据发电厂发电控制流程，将与热工控制流程紧密相关的6KV、380V厂用电的各种电动机的保护测控设备、开关测控设备等组成一个或几个组，其他设备在组织成另外一个或几个组接入通信管理机，由通信管理机通过以太网发送至ECS[7]。11丰润热电2*300MW机组ECS系统采用面向电气间隔的组网方式，根据厂用电系统主接线，对各种测控装置和保护设备进行分组，工作及公用6KVA、B段相关的各种综保设

7、备，采用12台通信管理机组成LonWorks（LocalOperatingNetWorks）网络；380V系统按PC、MCC间隔采用屏蔽双绞线并行连接方式直接与网关通信，间隔分明，地理上就近，便于维护和扩容，现场总线布线比较容易，网络构建成本较低。这种面向电气间隔的组网方式因其组网方案等诸多优点已成为国内大部分电厂的首选布线方式，但是这种方式也存在如下一些缺点：1）发电厂发电流程是一个过程控制工业，DCS是电厂控制的主要工具，这种面向间隔、地理就近的组网方式与发电工艺流程相关性不足；2）在与DCS进行通信的过程中，通信管理机无

8、法与DCS中的分布式处理单元（DPU）一对一通信，导致通信实现逻辑复杂，不便于过程控制。三、ECS与DCS、SIS系统的通信1.ECS与DCS系统的通信为了实现发电厂机、电、炉的一体化运行和管理，ECS必须能有效地与DCS保持通信和协调控制，因此ECS与DCS进行可靠通信是E