论文部分内容阅读
[摘 要]近年来，随着人们生活水平的不断提升，人们的用电需求也日益增加，虽然不断有新的发电方式产生，但是，火力发电目前仍然是主要的发电方式之一。由于火力发电厂所排放的二氧化硫会严重污染自然生态环境，对人们日常生活造成危害，因此，研究烟气脱硫技术具有重大意义，基于此，本文对电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用进行探究。
[关键词]电气自动化系统；烟气脱硫工程；应用
中图分类号：TU143 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0006-01
引言
改革开放之后，我国科技水平不断提升，电气自动化系统也逐渐得到了广泛的应用。为了减少对自然环境的污染，我国正在积极发展脱硫产业，火电厂也在积极控制二氧化硫的排放，在此情况下，电气自动化系统逐渐被应用到了烟气脱硫工程中。目前，电气自动化系统在脱硫工程中的主要应用就是电气监控系统，如今单机容量超过200MW的火电机组脱硫系统控制已逐渐实现了集散控制系统（DCS）的应用，电气监控系统就应用在DCS之中。
1 电气自动化在脱硫工程中的应用
1.1 电气监控系统
电气自动化在烟气脱硫工程中的应用，主要体现在电气监控系统（ECS）的应用方面。整体来看，ECS是一套功能比较完善的自动化监控系统。ECS在脱硫工程中的工作原理是：利用计算机的高速处理能力，实现电气系统在脱硫工程中的自动运行、控制、保护及故障检测的作用，从而可以减少人工的参与，提升电气系统在脱硫工艺中的自动化管理水平，继而降低成本，提升工作效率。
1.2 应用电气监控系统的意义
与传统的DCS比较，ECS的应用极大地弥补了DCS在信息监测及控制上的局限性，降低了脱硫工程监测和控制的工作难度。由于ECS具有整体性的特点，所以有助于电气系统操作人员快速了解相关的系统信息，这样就有效减少了传统模式中电气系统在脱硫工程中操作及维修方面存在的问题，在很大程度上也减少了工程上的投资，进而避免了资源的浪费。基于这种情况，发电厂在DCS中融入ECS已经成为提升运营效率的首要目标。我们相信，在DCS中融入ECS将会极大地提升整个发电厂工作机组的自动化水平，从而实现安全、高效、低碳及一体化的良好结果。此外，随着发电厂工作机组的自动化水平的提升，发电厂的管理水平也会随之提高，在全厂实现管理控制整体化的目标指日可待。
2 电气自动化系统应用于烟气脱硫工程的接入方式
从某些发电厂的实际情况可以得出，将电气自动化系统应用于脱硫工程中，能够极大地减少发电厂对于工作人员的需求，降低工作人员的工作强度。而且电气系统在脱硫工程中的自动化控制对整个发电厂的自动化水平有直接影响。鉴于这些因素，脱硫工程的自动化控制已经成为发电厂进行技术改革的首要目标。就目前的情况来看，在DCS系统中接入ECS系统基本采用如下三种方式：硬接线的连接方式；硬接线+通信的连接方式；全通信的方式。
2.1 硬接线方式的结构与优缺点
电气自动化系统与DCS通过硬接线的方式连接时，所涉及的具体接入信息包括开关量输入（DI）、输出（DO）及模拟量输入（AI）三方面，接入流程如图1所示。采用硬接线方式，能够实现相关信息的报警显示和电气设备的调节控制，因此这种接入方式的优点是能够最大程度地提升电气控制系统运行的可靠性及安全性，并且充分扩大DCS的控制范围，对于二氧化硫的排放具有良好的控制作用，并且有效实现了电气系统运行与控制的一体化；由于DCS有较多的配置，如大量的机柜、变送器、D卡件等，所以应用这种方式的缺点就是施工相对复杂，且接入成本明显偏高。
2.2 硬接线+通信的方式
2.2.1 硬接线+通信方式的结构
硬接线+通信方式通常是分层分布体系结构，系统内包括站控层、间隔层以及通信层。站控层通常是客户服务器式的分布结构，主要包括维护工作站、操作员工作站、通信网关和服务器几个部分，因此形成电气系统管理、监控及与DCS等自动化系统相连接的中心组织。
2.2.2 硬接线+通信方式的应用优势
这种接入方式使得接入DCS的信息数量不受投资影响，且信息较全面，有极强的信息系统扩展性；该方式的综合保护装置可以提升厂用系统电能计量的精度，在网络通信的基础上实现自动抄表功能；网络通信的加入使电气系统后台增加了分析录波、防误闭锁、保护定值等较复杂的电气管理和维护方面的功能，促使脱硫工程中电气控制系统自动化水平得到大幅度的提升。
2.2.3 硬接线+通信接入方式的不足
当前DCS的通信应用开放性极低，使得DCS通信周期、通信信息、数据包长度受到较大的影响，难以保证信息监控的实时性和有效性；与硬接线方式相比，加入通信的接入方式中信息转换环节明显增多，进而对信息的可靠性造成影响；信息刷新缓慢、网络通信终端等是具体应用中的常见问题，增大了系统信息维护力度，进而影响具体实施效能与用户应用信心。
2.3 全通信方式
某公司的CSPA-2000电气自动化系统被用于烟气脱硫工程中，此系统具有大型的实时监控软件平台，所以其可靠性较高，在应用通信网络的基础上，实现保护、测控智能装置的分层分布和综合自动化功能，并能够与DCS系统进行全面对接，让发电厂电气自动化系统和DCS系统完全融合。
應用全通信接入方式，使DCS接口能够充分应用现场总线与网络通信的优势，并通过使用通信系统内的IEC协议，实现DCS系统与ECS的连接，最大程度地将电气自动化系统与DCS系统融合，使DCS系统能够真正实现覆盖电厂脱硫机的自动化监控。在全通信方式结构的系统下，通信管理机根据脱硫工艺的过程进行配置，实际参与到工艺联锁控制的通信管理机及与之相应的分布式处理单元中，从而完成一对一的通信。
接入全通信方式的烟气脱硫工程中电气监控系统具有明显优势，其电气部分由网络通信和现场总线构成，能够对脱硫系统进行实时监控，并通过通信方式与DCS系统完全融合，有效节约成本；电气自动化系统下的一体化智能保护测控装置的主要功能包括信息管理、继电保护、设备维护与监控，能够满足实时性与精准性的基本要求；实现了DCS在操作站上对电厂所有电气部分的设备控制和管理，DCS系统也能够授权操作员在站上的电气操作。
结束语
综上所述，在全通信接入方式的基础上，电气自动化系统在烟气脱硫工程中得到了广泛的应用，且应用效果良好，具有较高的可靠性与实时性，能够有效控制、监督二氧化硫排放量的排放，电气自动化系统有效实现了对各种电气设备参数的安全实时监控，保障了运行的可靠性与安全性，但实现全通信后，系统的实时性不可避免地受到了一定的影响，进而我们还需要进一步进行相关研究，寻求更安全有效的应用方式。
参考文献
[1] 赵刚.电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用[J].通讯世界，2017，（03）：227-228.[2017-08-09].
[关键词]电气自动化系统；烟气脱硫工程；应用
中图分类号：TU143 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0006-01
引言
改革开放之后，我国科技水平不断提升，电气自动化系统也逐渐得到了广泛的应用。为了减少对自然环境的污染，我国正在积极发展脱硫产业，火电厂也在积极控制二氧化硫的排放，在此情况下，电气自动化系统逐渐被应用到了烟气脱硫工程中。目前，电气自动化系统在脱硫工程中的主要应用就是电气监控系统，如今单机容量超过200MW的火电机组脱硫系统控制已逐渐实现了集散控制系统（DCS）的应用，电气监控系统就应用在DCS之中。
1 电气自动化在脱硫工程中的应用
1.1 电气监控系统
电气自动化在烟气脱硫工程中的应用，主要体现在电气监控系统（ECS）的应用方面。整体来看，ECS是一套功能比较完善的自动化监控系统。ECS在脱硫工程中的工作原理是：利用计算机的高速处理能力，实现电气系统在脱硫工程中的自动运行、控制、保护及故障检测的作用，从而可以减少人工的参与，提升电气系统在脱硫工艺中的自动化管理水平，继而降低成本，提升工作效率。
1.2 应用电气监控系统的意义
与传统的DCS比较，ECS的应用极大地弥补了DCS在信息监测及控制上的局限性，降低了脱硫工程监测和控制的工作难度。由于ECS具有整体性的特点，所以有助于电气系统操作人员快速了解相关的系统信息，这样就有效减少了传统模式中电气系统在脱硫工程中操作及维修方面存在的问题，在很大程度上也减少了工程上的投资，进而避免了资源的浪费。基于这种情况，发电厂在DCS中融入ECS已经成为提升运营效率的首要目标。我们相信，在DCS中融入ECS将会极大地提升整个发电厂工作机组的自动化水平，从而实现安全、高效、低碳及一体化的良好结果。此外，随着发电厂工作机组的自动化水平的提升，发电厂的管理水平也会随之提高，在全厂实现管理控制整体化的目标指日可待。
2 电气自动化系统应用于烟气脱硫工程的接入方式
从某些发电厂的实际情况可以得出，将电气自动化系统应用于脱硫工程中，能够极大地减少发电厂对于工作人员的需求，降低工作人员的工作强度。而且电气系统在脱硫工程中的自动化控制对整个发电厂的自动化水平有直接影响。鉴于这些因素，脱硫工程的自动化控制已经成为发电厂进行技术改革的首要目标。就目前的情况来看，在DCS系统中接入ECS系统基本采用如下三种方式：硬接线的连接方式；硬接线+通信的连接方式；全通信的方式。
2.1 硬接线方式的结构与优缺点
电气自动化系统与DCS通过硬接线的方式连接时，所涉及的具体接入信息包括开关量输入（DI）、输出（DO）及模拟量输入（AI）三方面，接入流程如图1所示。采用硬接线方式，能够实现相关信息的报警显示和电气设备的调节控制，因此这种接入方式的优点是能够最大程度地提升电气控制系统运行的可靠性及安全性，并且充分扩大DCS的控制范围，对于二氧化硫的排放具有良好的控制作用，并且有效实现了电气系统运行与控制的一体化；由于DCS有较多的配置，如大量的机柜、变送器、D卡件等，所以应用这种方式的缺点就是施工相对复杂，且接入成本明显偏高。
2.2 硬接线+通信的方式
2.2.1 硬接线+通信方式的结构
硬接线+通信方式通常是分层分布体系结构，系统内包括站控层、间隔层以及通信层。站控层通常是客户服务器式的分布结构，主要包括维护工作站、操作员工作站、通信网关和服务器几个部分，因此形成电气系统管理、监控及与DCS等自动化系统相连接的中心组织。
2.2.2 硬接线+通信方式的应用优势
这种接入方式使得接入DCS的信息数量不受投资影响，且信息较全面，有极强的信息系统扩展性；该方式的综合保护装置可以提升厂用系统电能计量的精度，在网络通信的基础上实现自动抄表功能；网络通信的加入使电气系统后台增加了分析录波、防误闭锁、保护定值等较复杂的电气管理和维护方面的功能，促使脱硫工程中电气控制系统自动化水平得到大幅度的提升。
2.2.3 硬接线+通信接入方式的不足
当前DCS的通信应用开放性极低，使得DCS通信周期、通信信息、数据包长度受到较大的影响，难以保证信息监控的实时性和有效性；与硬接线方式相比，加入通信的接入方式中信息转换环节明显增多，进而对信息的可靠性造成影响；信息刷新缓慢、网络通信终端等是具体应用中的常见问题，增大了系统信息维护力度，进而影响具体实施效能与用户应用信心。
2.3 全通信方式
某公司的CSPA-2000电气自动化系统被用于烟气脱硫工程中，此系统具有大型的实时监控软件平台，所以其可靠性较高，在应用通信网络的基础上，实现保护、测控智能装置的分层分布和综合自动化功能，并能够与DCS系统进行全面对接，让发电厂电气自动化系统和DCS系统完全融合。
應用全通信接入方式，使DCS接口能够充分应用现场总线与网络通信的优势，并通过使用通信系统内的IEC协议，实现DCS系统与ECS的连接，最大程度地将电气自动化系统与DCS系统融合，使DCS系统能够真正实现覆盖电厂脱硫机的自动化监控。在全通信方式结构的系统下，通信管理机根据脱硫工艺的过程进行配置，实际参与到工艺联锁控制的通信管理机及与之相应的分布式处理单元中，从而完成一对一的通信。
接入全通信方式的烟气脱硫工程中电气监控系统具有明显优势，其电气部分由网络通信和现场总线构成，能够对脱硫系统进行实时监控，并通过通信方式与DCS系统完全融合，有效节约成本；电气自动化系统下的一体化智能保护测控装置的主要功能包括信息管理、继电保护、设备维护与监控，能够满足实时性与精准性的基本要求；实现了DCS在操作站上对电厂所有电气部分的设备控制和管理，DCS系统也能够授权操作员在站上的电气操作。
结束语
综上所述，在全通信接入方式的基础上，电气自动化系统在烟气脱硫工程中得到了广泛的应用，且应用效果良好，具有较高的可靠性与实时性，能够有效控制、监督二氧化硫排放量的排放，电气自动化系统有效实现了对各种电气设备参数的安全实时监控，保障了运行的可靠性与安全性，但实现全通信后，系统的实时性不可避免地受到了一定的影响，进而我们还需要进一步进行相关研究，寻求更安全有效的应用方式。
参考文献
[1] 赵刚.电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用[J].通讯世界，2017，（03）：227-228.[2017-08-09].