王億，王慶友，邵力軍

（1.中油電能氣電公司；2.中油電能熱電二公司 黑龍江，大慶 163000）

從當前電廠運行模式來看，加快熱工控制和電氣控制的有效連接與配合是提升生產(chǎn)效率，保證運行穩(wěn)定、安全的首要任務(wù)。在傳統(tǒng)模式當中，這兩種系統(tǒng)為獨立存在，從實際情況上看，只有當其進行密切、高效的配合時，才能夠最大程度上發(fā)揮出具體功效，整體上提高生產(chǎn)運行的自動化水平。

1 熱工控制和電氣控制的應(yīng)用情況

電能的應(yīng)用與生產(chǎn)都離不開電廠的穩(wěn)定運行，其中各環(huán)節(jié)所實現(xiàn)的生產(chǎn)能力，直接影響電力供給穩(wěn)定性與安全性能。同時對相關(guān)經(jīng)濟發(fā)展起到一定作用。在電廠實際運行過程當中，系統(tǒng)設(shè)備工作情況的控制，大部分都是利用人工來完成，或者由電氣來對系統(tǒng)進行控制。而這兩個控制系統(tǒng)一直以來都劃分成為了兩個獨立性較強的系統(tǒng)，長時間保持單獨運行狀態(tài)，就算出現(xiàn)特殊情況時，這兩個系統(tǒng)之間也僅僅會進行一部分的配合，兩者關(guān)系遠遠達不到密切的程度。所以，想要保證上述兩個控制系統(tǒng)之間能夠有效配合，最大化的發(fā)揮出來二者功能，就需要實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)與熱工控制系統(tǒng)的密切融合，只有這樣，才能夠進一步加快電廠中自動化水平的提升，同時還能優(yōu)化實際生產(chǎn)效率，給企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

實現(xiàn)熱工控制主要是DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，在該系統(tǒng)最早使用過程中主要的操作內(nèi)容可分為四項：SCS、FSSS、MCS以及DAS。隨著電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，電廠中很多大容量機組中的下屬控制系統(tǒng)已經(jīng)投入使用了DCS系統(tǒng)，而且已經(jīng)在脫硫、脫硝等過程中取得了良好應(yīng)用效果。因此DCS系統(tǒng)的最大化使用、控制已經(jīng)能夠成功實現(xiàn)。市場中有一部分電廠已經(jīng)將用電系統(tǒng)和電氣組的多種控制工作加入到DCS里的SCS功能當中，這也讓ETS的控制功能很大程度上的被DCS系統(tǒng)所取代，完成DCS與DEH之間的高度融合。大力建設(shè)并利用一體化的熱工控制系統(tǒng)，進一步推動DCS技術(shù)在相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

當前電氣控制中的ECS系統(tǒng)是由單元機組和公用電氣兩個部分所組成的。這兩種組成部分所針對的方向與應(yīng)用情況有所區(qū)別。通常情況下，其中的低壓分段設(shè)備、隔離開關(guān)、高壓及組斷路器都是利用單元機組所控制。同時在公用電氣環(huán)節(jié)，系統(tǒng)當中的控制范圍包含了變壓器、公用變分段開關(guān)、廠區(qū)開關(guān)等，還有有限電能的分支開關(guān)等環(huán)節(jié)。所以，想要保證其中熱工系統(tǒng)可以和電氣系統(tǒng)實現(xiàn)緊密的聯(lián)系，最方便的措施就是將電氣系統(tǒng)連接到熱工系統(tǒng)里。在實現(xiàn)電氣系統(tǒng)與熱工系統(tǒng)的高效配合時，一般采用的接入方式有三種，分別是硬接線方案、硬接線結(jié)合通信方案、保留硬接線結(jié)合通信方案。這幾種不同的接入方式，其所擁有的優(yōu)缺點也有所不同，所以需要根據(jù)電廠實際運行情況，探究出應(yīng)用效果最佳的接入方案。

2 實現(xiàn)熱工與電子控制的有效配合方案

2.1 硬接線方法

硬接線是指利用硬接線將電氣控制系統(tǒng)直接加入到熱工控制系統(tǒng)當中，能夠接入的信息包括開關(guān)輸入量、模擬量輸入信息等內(nèi)容，其接入方式是利用空節(jié)點和直流信號。把電氣控制系統(tǒng)（ECS）直接融合到熱工控制系統(tǒng)（DCS）里，能夠有效利用其中的顯示裝置，從而完成對電氣設(shè)備信息的管理及調(diào)整。使用這一功能還可以保障電氣控制在運行時能夠具備更加高效的可靠性與安全性，實現(xiàn)熱工控制系統(tǒng)的控制范圍的也在逐步擴大，加快電廠中對機電系統(tǒng)一體化監(jiān)控的落實。該方法的優(yōu)勢相對比較明顯，在使用相應(yīng)方案后的模件柜可以集中管理設(shè)置，后期開展維護與管理工作也會更加方便，為設(shè)備的良好運行提供基礎(chǔ)保障。除此之外，利用硬接線還能夠讓信號在傳輸過程減少不必要的復雜環(huán)節(jié)，提高現(xiàn)場信號反饋速度，具備較強的可靠性。在連接時，如果能夠優(yōu)化電纜連接的穩(wěn)定性，就可以減少對應(yīng)故障出現(xiàn)的可能性，優(yōu)化維護工作效率。

但在當前時代發(fā)展過程中，通過分析具體應(yīng)用情況可發(fā)現(xiàn)，這種配合方案仍具有一定缺點，其前期的投入力度比較大，而且在施工過程時操作比較繁瑣，實際輸送信息數(shù)量不多，不具備良好的擴展效果。另外，這種方式還需要在用電回路里獨立設(shè)置表計，不能實現(xiàn)一體化抄表，信息自動化操作水平相對比較低，某些測點需重復配置、浪費資源。

2.2 硬接線與通信結(jié)合方法

在該種接入方式中，DCS系統(tǒng)仍然保留傳統(tǒng)設(shè)計的全部硬接線，而ECS系統(tǒng)為分層式結(jié)構(gòu)，涵蓋了站控層、間隔層、通信層等。站控層中可以實現(xiàn)監(jiān)控工作，還能夠給熱工控制系統(tǒng)創(chuàng)造更好的控制途徑。間隔層主要是由各種型號的測控裝置、儀表組成，用于數(shù)據(jù)采集上傳。而在通信層里，通信管理設(shè)備是關(guān)鍵組成設(shè)備，利用一定的通信協(xié)議和接口可以實現(xiàn)電氣控制和熱工控制的聯(lián)網(wǎng)合作。利用硬接線和通信結(jié)合的方法，熱工控制系統(tǒng)不用再對過多的設(shè)備進行配置就可以獲得更完善的數(shù)據(jù)信息，具有更好的可擴展性能。另外，不需要單獨設(shè)置電能表就可以實現(xiàn)信息的輸送，實現(xiàn)系統(tǒng)中的自動化抄表，同時還能夠提高電能計量的準確性。另外電氣系統(tǒng)有很高的自動化能力，能夠進行事故追憶、事故分析、避免誤閉鎖等操作，夠在實現(xiàn)遠程倒送長用電操作，自動化水平相對較高。但該方法也具有一定缺點，首先通信設(shè)備在實際通信時會受到一定制約，易發(fā)生故障，使整個系統(tǒng)通信的效果受到影響。相比較于直接的硬接線連接方案，該方法在數(shù)據(jù)信息運作、傳輸、應(yīng)用時會發(fā)生很多的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，這就使得信息應(yīng)用的可靠性以及時效性受到影響。其次，節(jié)點多而且比較分散，對于多臺機組，要按照分期方式建設(shè)，這對系統(tǒng)容量擴展方面有較高要求。除此之外，電氣控制系統(tǒng)中的站控層、通信層設(shè)備配置復雜，電廠的熱工控制系統(tǒng)在成本投入時，其中65～75%的資金使用在購買進口設(shè)備上，導致資金需求的提升，并不能有效降低成本。

2.3 保留硬接線與通信結(jié)合的方式

保留硬接線結(jié)合通信方式可以歸類成為軟信息和硬信息聯(lián)動接入的方法，即要求ECS系統(tǒng)的I/O信息以通信方式接入到DCS系統(tǒng)中，而其中關(guān)鍵設(shè)備依然保留DCS硬接線。之所以省略大量硬接線，是因為DCS系統(tǒng)主要關(guān)心的是汽機鍋爐的安全，而大量的電氣信息相對次要，因此廠用電可不再大量使用硬接線。利用這種方案，可保證電氣控制里的信息能利用通信途徑就直接傳輸?shù)綗峁た刂葡到y(tǒng)里。由于一些設(shè)備使用硬接線的方式與熱工控制系統(tǒng)融合，所以能夠保證發(fā)生故障或停運的情況下，這些關(guān)鍵設(shè)備能夠及時得到啟?？刂疲M一步加強運行時的可靠性。而該接入方案可以使用間隔層中的保護測控設(shè)備實現(xiàn)組網(wǎng)操作，依照電廠中的自動化控制性能，保證開關(guān)量輸入、輸出、模擬量輸入等多種操作過程的重要環(huán)節(jié)可以與熱工控制系統(tǒng)里的控制器達成高效通信。保證電氣控制中的I/O能夠很好的參與到具體熱工控制過程當中，利用分散控制操作優(yōu)化整體控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電氣控制中系統(tǒng)可以有效減少接線數(shù)量，確保熱工控制系統(tǒng)使用較少卡件，就可以有效節(jié)約電纜以及橋架的施工使用量，同時還能夠讓維護工作變得更加方便。利用此種接入方式，能夠給電氣控制系統(tǒng)和熱工控制系統(tǒng)之間的通信過程提供保障，使其得到更加全面、精準的信息，讓兩者運行過程中可以具備更好的協(xié)作性。

2.4 多種方案比較

目前三種方案中，顯然方案（2.3）要比方案（2.2）更加經(jīng)濟，在穩(wěn)定性影響不大的情況下，保留硬接線與通信結(jié)合方式更具有經(jīng)濟優(yōu)勢。結(jié)合一些實際工程案例進行分析，與硬接線方式相比較，我們發(fā)現(xiàn)保留硬接線與通信結(jié)合方式的DCS中I/O點可減少約1/3，這就減少了相應(yīng)電纜及橋架數(shù)量，同時可以減去中、低壓開關(guān)柜中相應(yīng)的變送器。在資金投入成本上，能夠有效減少投資成本，同時維護相對方便，在經(jīng)濟性上更有優(yōu)勢。

3 結(jié)語

綜上所述，純硬接線初期投入成本較高，經(jīng)濟性較差，動工維護難度大、成本高，信息的利用率低，便捷性差，已落后，而使用留硬接線與通信結(jié)合方式將成為主流。對于使用通信方式，把電氣控制系統(tǒng)與熱工控制系統(tǒng)相融合，更加便捷高效，隨著相應(yīng)技術(shù)逐步完善，設(shè)備可靠性增強，其優(yōu)勢會愈發(fā)明顯，在未來研究與發(fā)展的空間較廣闊。