第二章 發(fā)電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本分類

本章主要了解電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的各種分類方法，各自的特征、適用范圍，以及對

計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求。

第一節(jié)發(fā)電廠計算機(jī)監(jiān)控的基本類型及其特點

在生產(chǎn)過程自動化領(lǐng)域中，計算機(jī)的應(yīng)用已十分廣泛。從計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的實

踐情況來看，其應(yīng)用目的、應(yīng)用方式、實現(xiàn)方式是多種多樣的。因此，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的分

類方法也很多，一般可按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式、使用計算機(jī)的種類、控制方式、控制規(guī)律、控制

犀珩、耳仝各罟．磊締的動能兩拯作青卉簍不同晤剛幸圳鋅且休惜柙麗妾?一1

表2—1中各項自左至右，技術(shù)水平是由低級到高級，或說從當(dāng)前水平到更先進(jìn)的水

平；同時各欄之間也可按用戶的不同要求可交叉選用。

一、按計算機(jī)在發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)中執(zhí)行的功能分類

按照計算機(jī)在電廠監(jiān)控系統(tǒng)中所執(zhí)行的主要不同功能來分類，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有數(shù)

據(jù)采集與處理系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、多功能分級控

制系統(tǒng)。

(一)計算機(jī)數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng)(DAS)

計算機(jī)數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng)常稱DAS(Data Acquisition System)。計算機(jī)在數(shù)據(jù)采集處

理時，主要對電廠生產(chǎn)過程大量的物理參數(shù)(包括電量和非電量)進(jìn)行巡回檢測、數(shù)據(jù)記

錄、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理、參數(shù)的越限報警及對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行積累和實時分析，并

將結(jié)果以表格或圖形形式顯示在顯示屏(CRT)上，定時通過打印機(jī)打印一些重要參數(shù)

(如圖2—1所示)。同時，還可以根據(jù)提取的事故發(fā)生前的運行數(shù)據(jù)，指出機(jī)組運行的發(fā)展

趨勢。此外，通過數(shù)據(jù)采集建立起來的數(shù)據(jù)庫還可以進(jìn)行自動操作和作為控制的依據(jù)。

嚴(yán)格地說，DAS不屬于計算機(jī)控制的范疇，這種應(yīng)用方式中，計算機(jī)不直接參與電廠

的生產(chǎn)過程控制。但是，任何計算機(jī)控制系統(tǒng)都離不開數(shù)據(jù)的采集和處理，它是計算機(jī)監(jiān)

圖2—1計算機(jī)數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng)

控系統(tǒng)的基本功能，應(yīng)用計算機(jī)對生產(chǎn)過程運行參數(shù)進(jìn)行采集和必要的處理，是計算機(jī)在

工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的一種最初級、最為普遍的形式。DAS是計算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)和

先決條件。

如圖2—1所示，DAS系統(tǒng)對電能生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)進(jìn)行收集、巡回檢測，并將所

測參數(shù)經(jīng)過程輸入通道采入計算機(jī)。然后，計算機(jī)根據(jù)預(yù)定的要求對輸入信息進(jìn)行判斷、

處理和運算，需要時以易于接受的形式向運行人員屏幕顯示或打印出各種數(shù)據(jù)和圖表。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常工況時，系統(tǒng)可發(fā)出聲光報警信號，運行人員可據(jù)此對設(shè)備運行情況集中監(jiān)

視，并根據(jù)計算機(jī)提供的信息去調(diào)整和控制生產(chǎn)過程。系統(tǒng)還具備大量參數(shù)的存儲積累

和實時分析功能，可保存有關(guān)運行的歷史資料，通過研究各種不同情況下的生產(chǎn)過程，還

可以建立或改善電能生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型。例如水電廠水情測報、大壩觀測、梯級水電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度等過程，可以通過DAS系統(tǒng)進(jìn)行采集參數(shù)、集中監(jiān)視、邏輯判斷、分析運算、加工處理，最后顯示表達(dá)和儲存，計算機(jī)再根據(jù)所采集到的有關(guān)功率和頻率等信息，按最優(yōu)

準(zhǔn)則，實時地計劃應(yīng)開機(jī)組臺數(shù)，提出各臺機(jī)組負(fù)荷最佳分配的數(shù)據(jù)。再如報警，它可根

據(jù)有事件發(fā)生前的某一瞬間對運行在一段時間的變化規(guī)律進(jìn)行自動分析，來預(yù)測未來發(fā)

展趨勢，提出預(yù)防性措施，如安排停機(jī)檢修等。

計算機(jī)數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng)的一個優(yōu)點是比較靈活和安全，它使運行人員能隨時了解

電廠生產(chǎn)過程的狀態(tài)，并可根據(jù)自己的判斷對計算機(jī)系統(tǒng)提供的操作信息有選擇地采納，

對保證生產(chǎn)過程的安全、經(jīng)濟(jì)運行，簡化儀表系統(tǒng)的設(shè)計與布置，減輕運行人員的勞動強(qiáng)

度等有著重要的指導(dǎo)意義，其應(yīng)用極為廣泛。

(二)直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC)

計算機(jī)直接數(shù)字控制(Direct Digital Control，簡稱DDC)系統(tǒng)，是由計算機(jī)或以微處理

為基礎(chǔ)的數(shù)字控制器取代常規(guī)模擬控制器，直接對生產(chǎn)過程進(jìn)行閉環(huán)控制的系統(tǒng)，如

圖2—2所示。

直接數(shù)字控制系統(tǒng)是計算機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中最普遍的一種方式。它是以對生產(chǎn)過程的

實際測量值與給定值相比較的偏差值作為計算機(jī)的輸入，計算機(jī)按照規(guī)定的控制規(guī)律(inPID控制規(guī)律)所描繪的數(shù)字模型進(jìn)仃運，鼻，計算出控制重后糯出作用仕帆仃7{：lq：X2。

在DDC系統(tǒng)中，計算機(jī)不僅可完全取代模擬調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，還可以

實現(xiàn)最優(yōu)化控制和多回路的PID調(diào)節(jié)，并具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，而且不需要改變硬件，只

需通過改變軟件就可以有效地實現(xiàn)較復(fù)雜的控制算法。一般的DDC系統(tǒng)有一個功能齊

全的運行操作臺，給定顯示、報警等集中在此控制臺上。例如水電站自動化采用DDC系

統(tǒng)可以用來完成如下的功能：①作為調(diào)速器，對水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有功和頻率的調(diào)節(jié)；

②作為勵磁調(diào)節(jié)器，對機(jī)組無功和勵磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)；③進(jìn)行同期并列操作；④對運

總結(jié)

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