发电厂的控制系统

1、 发发 电电 厂厂 的的 控控 制制 系系 统统 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，系统，即数据采集与监视控制系统。即数据采集与监视控制系统。SCADASCADA系统的应用领域很广，它系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动

2、系统。化铁道上又称远动系统。 SCADASCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。能。 由于各个应用领域对由于各个应用领域对SCADASCADA的要求不同，所以不同应用领的要求不同，所以不同应用领域的域的SCADASCADA系统发展也不完全相同。系统发展也不完全相同。 在电力系统中，在电力系统中，SCADASCADA系

3、统应用最为广泛，技术发展也最为系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（成熟。它作为能量管理系统（EMSEMS系统）的一个最主要的子系系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化

4、与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。 经过多年的发展，经过多年的发展，SCADA SCADA 已经进入第三代。已经进入第三代。9090年代按照开放年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的够实现大范围联网的EMS/SCADAEMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段系统称为第三代。这一阶段是我国是我国SCADA/EMSSCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进技术都汇集进SCAD

5、A/EMSSCADA/EMS系统中。同时这一阶段也是我国对系统中。同时这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，在三年内电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，在三年内投资投资27002700亿元改造城乡电网，可见国家对电力系统自动化亿元改造城乡电网，可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。第四代以及电网建设的重视程度。第四代SCADA/EMSSCADA/EMS系统的基础条系统的基础条件已经或即将具备，预计将于件已经或即将具备，预计将于2121世纪初诞生。该系统的主世纪初诞生。该系统的主要特征是采用要特征是采用InternetInternet技术、面向对象技术、神经

6、网络技技术、面向对象技术、神经网络技术以及术以及JAVAJAVA技术等技术，继续扩大技术等技术，继续扩大SCADA/EMSSCADA/EMS系统与其它系系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。 SCADASCADA系统是电力系统自动化的实时数据源，为系统是电力系统自动化的实时数据源，为EMSEMS系统提供系统提供大量的实时数据。同时在模拟培训系统，大量的实时数据。同时在模拟培训系统，MISMIS系统等系统中系统等系统中都需要用到电网实时数据，而没有这个电网实时数据信息，都需要用到电网实时数据，而没有这个电网实时数据信息，所有其

7、它系统都成为所有其它系统都成为“无源之水无源之水”。 SCADA系统的基本结构系统的基本结构一、一、数据采集与处理数据采集与处理 数据采集就是实时采集发电机组在运行过程中的各种参数数据采集就是实时采集发电机组在运行过程中的各种参数及状态，经过计算机处理，转换成相应的工程量或状态及状态，经过计算机处理，转换成相应的工程量或状态值，通过值，通过CRT显示器、打印机或报警装置等提供给运行值显示器、打印机或报警装置等提供给运行值班人员作为监视和操作的依据。班人员作为监视和操作的依据。 发电机组的现场信号有温度、压力、流量、液位、开关等。发电机组的现场信号有温度、压力、流量、液位、开关等。对数据采集而言

8、，通常把这些信号分为模拟量信号和开对数据采集而言，通常把这些信号分为模拟量信号和开关量信号。因此，火电厂中需要监视和控制的物理量呈关量信号。因此，火电厂中需要监视和控制的物理量呈现为不同的形式，如温度、压力、流量、液位、转运、现为不同的形式，如温度、压力、流量、液位、转运、振动、电流、电压、设备启停状态和模拟量参数越限状振动、电流、电压、设备启停状态和模拟量参数越限状态等，它们具有不同的物理特性。电子计算机是一种以态等，它们具有不同的物理特性。电子计算机是一种以数字量形式处理、存贮和传输信息的机器。只有以一定数字量形式处理、存贮和传输信息的机器。只有以一定代码形式表示的数字量才能输入计算机，首

9、先必须把表代码形式表示的数字量才能输入计算机，首先必须把表征现场信息的各种物理量转换成用指定代码征现场信息的各种物理量转换成用指定代码( (如二进制代如二进制代码码) )表示的数字量。表示的数字量。 212121NNeeuu 现场的物理量虽然种类很多，但从信号转换的角度看，基本现场的物理量虽然种类很多，但从信号转换的角度看，基本上可分为三类：模拟量、开关量和脉冲量。开关量和脉冲上可分为三类：模拟量、开关量和脉冲量。开关量和脉冲量通常统称为数字量。我们把随时间连续变化的量称为模量通常统称为数字量。我们把随时间连续变化的量称为模拟量，模拟量通常应按比例转换成数字量才能输人计算机，拟量，模拟量通常应

10、按比例转换成数字量才能输人计算机，这个数字量一般由一个多位这个数字量一般由一个多位( (加加8 8位、位、1616位或位或3232位等位等) )二进制二进制代码或代码或BCDBCD码码( (二进制编码的十进制数二进制编码的十进制数) )来表示。来表示。 上述三种类型的过程量均可通过计算机的过程输入通道转换上述三种类型的过程量均可通过计算机的过程输入通道转换成数字量进入计算机。它们分别由模拟量输入通道、开关成数字量进入计算机。它们分别由模拟量输入通道、开关量输入通道和脉冲量输入通道来实现。与上述信息流向相量输入通道和脉冲量输入通道来实现。与上述信息流向相反在计算机主机中处理后的信息反在计算机主机

11、中处理后的信息( (数字量数字量) )要输出到外部要输出到外部设备或生产过程现场，必须把计算机输出的数字量转换成设备或生产过程现场，必须把计算机输出的数字量转换成外部过程控制装置所能接受的模拟量信号或开关量信号，外部过程控制装置所能接受的模拟量信号或开关量信号，这个工作是由过程输出通道完成。过程输出通道分为模拟这个工作是由过程输出通道完成。过程输出通道分为模拟量输出通道、开关量输出通道和脉冲量输出通道。量输出通道、开关量输出通道和脉冲量输出通道。 1.1.模拟量数据采集通道模拟量数据采集通道 模拟量输入通道模拟量输入通道( (简称模入通道简称模入通道) )是用来实现把生产过程中各种被检是用来实

12、现把生产过程中各种被检测的模拟量信号转换为计算机可以接收的数字信号的各种设备的测的模拟量信号转换为计算机可以接收的数字信号的各种设备的总称。这些设备包括：多路切换开关、数据放大器、采样保持总称。这些设备包括：多路切换开关、数据放大器、采样保持电路电路(s(sH)H)、模数转换器、模数转换器(A(AD)D)及接口与控制电路。模入通道及接口与控制电路。模入通道的组成原理如图的组成原理如图 对采集到的现场信号，要经过一定的加工处理，才提交显对采集到的现场信号，要经过一定的加工处理，才提交显示、打印等使用。对现场信号的加工处理，除了工程量换示、打印等使用。对现场信号的加工处理，除了工程量换算外，还进行

13、正确性判断、限值检查、更新数据库等。算外，还进行正确性判断、限值检查、更新数据库等。(1)(1)正确性判断。判别采集到的现场信号是否在最大允许范围正确性判断。判别采集到的现场信号是否在最大允许范围内。如果发现某个现场信号超出最大允许范围内。如果发现某个现场信号超出最大允许范围( (由于模拟由于模拟量输入卡故障或测量元件故障等量输入卡故障或测量元件故障等) )，计算机置该现场信号，计算机置该现场信号采集结果为采集结果为“质量坏质量坏”标志。这样便于及时发现故障和维标志。这样便于及时发现故障和维修处理，也可避免运行人员误判断。修处理，也可避免运行人员误判断。(2)(2)限值检查。不少现场信号是有报

14、警限值的。报警限值限值检查。不少现场信号是有报警限值的。报警限值( (上上限值、下限值等限值、下限值等) )事先存放在计算机中。事先存放在计算机中。 (3)(3)更新数据库。每个模拟量信号的名称、是否报警的标志、更新数据库。每个模拟量信号的名称、是否报警的标志、报警上下限值、报警状态、当前运行值、信号质量等都存报警上下限值、报警状态、当前运行值、信号质量等都存放在数据库中。放在数据库中。 2.2.开关量数据采集通道开关量数据采集通道 计算机对开关量信号的采集方式为周期性采集和随机采集两类。计算机对开关量信号的采集方式为周期性采集和随机采集两类。 对一般的电动门、开关等普通开关量，对一般的电动门

15、、开关等普通开关量，SCADA通常以通常以1s周期周期进行采集。联锁、保护等动作时，计算机立即响应并进行采进行采集。联锁、保护等动作时，计算机立即响应并进行采集处理，即随机采集。集处理，即随机采集。 开关量的报警检查。开关量的报警检查。SCADA把采集到的开关量状态存放在数把采集到的开关量状态存放在数据库，并进行报警检查。加热工保护动作，即开关量状态值据库，并进行报警检查。加热工保护动作，即开关量状态值翻变翻变(由由0变变1或由或由1变变0)，SCADA立即把该设备的报警标志送进立即把该设备的报警标志送进数据库中，供报警打印、显示用。开关量的报警与否，不同数据库中，供报警打印、显示用。开关量的

16、报警与否，不同的设备可能是不的设备可能是不致：在正常情况下，某个电动门是开的，致：在正常情况下，某个电动门是开的，那么从那么从“开开”翻变到翻变到“关关”可以定义为这个电动门报警，在可以定义为这个电动门报警，在正常情况下，若某个电动门是关的，那么从正常情况下，若某个电动门是关的，那么从“关关”翻变到翻变到“开开”可以定义为报警。这样定义的报警对有些开关量是合可以定义为报警。这样定义的报警对有些开关量是合适的，对某些开关量可能是不确切的，特别是运行值班人员适的，对某些开关量可能是不确切的，特别是运行值班人员操作而设备动作与设备自己不正常动作，操作而设备动作与设备自己不正常动作，SCADA无法判别

17、。无法判别。设备不正常地自己动作应报警，而同一设备由运行人员正常设备不正常地自己动作应报警，而同一设备由运行人员正常操作而动作，则不应该报警。在操作而动作，则不应该报警。在SCADA实际应用中设计人员实际应用中设计人员和运行人员往往愿意把这两种情况引起的设备动作都定义为和运行人员往往愿意把这两种情况引起的设备动作都定义为报警。报警。 3.3.脉冲量数据采集通道脉冲量数据采集通道 在发电厂需要计量电能的各个电气回路中应装设脉冲式电在发电厂需要计量电能的各个电气回路中应装设脉冲式电能表，以便计算机采集脉冲数，计算出相应的电度数供显能表，以便计算机采集脉冲数，计算出相应的电度数供显示和打印。脉冲电能

18、表输出的脉冲数决定于所带的负荷和示和打印。脉冲电能表输出的脉冲数决定于所带的负荷和持续的时间。负荷愈大，持续时间愈长，脉冲数也愈多。持续的时间。负荷愈大，持续时间愈长，脉冲数也愈多。因此，脉冲数的多少，也就反映电度量的大小。因此，脉冲数的多少，也就反映电度量的大小。 4.4.模拟量和开关量输出模拟量和开关量输出 在在SCADASCADA中，模拟量输出仅用于记录仪表的输出。例如，中，模拟量输出仅用于记录仪表的输出。例如，SCADASCADA自动选择汽机轴瓦温度最高的一点信号通过记录仪记自动选择汽机轴瓦温度最高的一点信号通过记录仪记录下来。开关量输出仅用于录下来。开关量输出仅用于“点灯点灯”，以表

19、示某些重要报，以表示某些重要报警或重要设备运行状态等。模拟量输出出是周期性进行的。警或重要设备运行状态等。模拟量输出出是周期性进行的。开关量输出往往是随机进行的，即一旦某些重要报警，应开关量输出往往是随机进行的，即一旦某些重要报警，应立即立即“点灯点灯”或驱动音响告诉运行值班人员。或驱动音响告诉运行值班人员。 二、基本单元二、基本单元1.1.过程控制单元过程控制单元 它是一种以微处理机为核心的控制装置，其作用相当于常规它是一种以微处理机为核心的控制装置，其作用相当于常规系统中的模拟调节器，基本功能是一方面直接与过程相连，系统中的模拟调节器，基本功能是一方面直接与过程相连，实现对过程的闭环控制，

20、另一方面通过高速数据通道与主实现对过程的闭环控制，另一方面通过高速数据通道与主机及系统中的其它单元进行联系。另外还可以与就地操作机及系统中的其它单元进行联系。另外还可以与就地操作显示单元相连实现就地操作和显示。显示单元相连实现就地操作和显示。2.CRT2.CRT工作站工作站 CRTCRT操作站用于操纵工艺生产过程、监视工厂的运行状态、操作站用于操纵工艺生产过程、监视工厂的运行状态、组态回路和调整回路参数，如设定值及报警值等，它是人组态回路和调整回路参数，如设定值及报警值等，它是人机联系的关键设备。其核心部件机联系的关键设备。其核心部件CRTCRT监视装置和操作键盘，监视装置和操作键盘，是带有微

21、处理器及外围设备接口的智能显示装置，以分级是带有微处理器及外围设备接口的智能显示装置，以分级显示形式反映电厂的运行状态。通常显示形式反映电厂的运行状态。通常CRTCRT操作站还配有打印操作站还配有打印机和磁带机，以打印、记录、存贮过程参数和数据。机和磁带机，以打印、记录、存贮过程参数和数据。 3.3.过程接口单元过程接口单元 过程接口单元主要是进行数据的变换和传送，它是带有微处过程接口单元主要是进行数据的变换和传送，它是带有微处理机的智能装置。它将采集到的过程信号理机的智能装置。它将采集到的过程信号( (模拟量、数字信号、模拟量、数字信号、开关量开关量) )变换成适合于系统数字通信所要求的信息

22、格式，并以变换成适合于系统数字通信所要求的信息格式，并以开关量和模拟量的方式，把计算机的控制信号送到过程终端开关量和模拟量的方式，把计算机的控制信号送到过程终端元件。元件。4.4.高速数据通道高速数据通道 它是由同轴电缆或半导体纤维构成的数据通信线，分散于各它是由同轴电缆或半导体纤维构成的数据通信线，分散于各单元中的数据信息由它进行传输。通信系统的可靠性如何将单元中的数据信息由它进行传输。通信系统的可靠性如何将直接影响到整个系统的可靠性，一般采用冗余技术，即采用直接影响到整个系统的可靠性，一般采用冗余技术，即采用两套数据通信线，对传输错误信息具有鉴别和检验的能力等，两套数据通信线，对传输错误信

23、息具有鉴别和检验的能力等，以确保通信传输的可靠性和准确性。以确保通信传输的可靠性和准确性。5.5.主计算机主计算机 主计算机的任务是对机组的运行状态进行监视，数据处理以主计算机的任务是对机组的运行状态进行监视，数据处理以及定点控制或直接数字控制。有的系统将它称之为管理命令及定点控制或直接数字控制。有的系统将它称之为管理命令系统。常规的模拟仪表相比，它具有无可比拟的优越性。系统。常规的模拟仪表相比，它具有无可比拟的优越性。 SCADA系统基本功能系统基本功能SCADA系统具有数据采集、处理、报警、事故记录、显示功能、系统具有数据采集、处理、报警、事故记录、显示功能、打印、拷贝、通信、事故分析等功

24、能。打印、拷贝、通信、事故分析等功能。一一、数据采集、数据采集根据第根据第2 2节的介绍，数据采集部分概括起来主要有如下功能：节的介绍，数据采集部分概括起来主要有如下功能：A.A.从各种不同的通道中采集数据报文。从各种不同的通道中采集数据报文。B.B.依据不同的协议解释采集到的原始报文。依据不同的协议解释采集到的原始报文。C.C.执行操作者的遥控指令。执行操作者的遥控指令。D.D.实时监控各条通道的状态。实时监控各条通道的状态。E.E.触发事件声音报警。触发事件声音报警。F.F.对解释处理好的遥测数据定时入库。对解释处理好的遥测数据定时入库。主要采集量包括：主要采集量包括：1.1.模拟量模拟量

25、主要包括：主要包括：1)1)发变组及输电线有功功率，无功功率发变组及输电线有功功率，无功功率2)2)发变组及输电线电流，电压发变组及输电线电流，电压3)3)配电线电流配电线电流4)4)各种母线电压各种母线电压5)5)主变分接位置主变分接位置2.2.状态量状态量主要包括：主要包括：1)1)事故总信号事故总信号2)2)事件预告信号事件预告信号3)3)保护动作信号保护动作信号状态量采集方式分为两种：周期扫描，事件驱动方式状态量采集方式分为两种：周期扫描，事件驱动方式A.A.周期扫描方式周期性的扫描状态量，判断变化情况，更新数周期扫描方式周期性的扫描状态量，判断变化情况，更新数据；据；B.B.事件驱动

26、方式是当状态变化时，立即响应，将变化状态检出。事件驱动方式是当状态变化时，立即响应，将变化状态检出。二、显示二、显示显示是运行人员监视发电机组运行情况的最主要手段，也是显示是运行人员监视发电机组运行情况的最主要手段，也是SCADASCADA用于发电机组安全监视的主要功能。用于发电机组安全监视的主要功能。SCADASCADA显示功能显示功能主要有系统模拟图显示、系统参数显示、报警显示、趋势主要有系统模拟图显示、系统参数显示、报警显示、趋势曲线显示、历史数据显示和其他一些显示。曲线显示、历史数据显示和其他一些显示。 CRT上显示的所有画面的左上角或右上角一般都有日期或时上显示的所有画面的左上角或右

27、上角一般都有日期或时钟显示，可以让人知道钟显示，可以让人知道SCADA本身在正常地运行。本身在正常地运行。 1.系统模拟图显示系统模拟图显示 系统模拟图有发电机组总系统画面；有表示发电机组各局部系统模拟图有发电机组总系统画面；有表示发电机组各局部系统的画面，如汽水系统、风烟系统、循环水系统还有更系统的画面，如汽水系统、风烟系统、循环水系统还有更局部更细的系统图。这样的系统模拟图，往往有局部更细的系统图。这样的系统模拟图，往往有3040幅。幅。系统模拟图简洁而形象地层示出发电机组的某个局部系统。系统模拟图简洁而形象地层示出发电机组的某个局部系统。现场信号的实际运行值也显示在图上的相应部位。现场信

28、号的实际运行值也显示在图上的相应部位。 一幅系统模拟图在一幅系统模拟图在CRT上显示的过程中，系统图是不变的，上显示的过程中，系统图是不变的，而现场信号的数值或状态是及时变化的，数值或状态的显而现场信号的数值或状态是及时变化的，数值或状态的显示还配以相应颜色的变化。示还配以相应颜色的变化。 如果某个现场模拟量信号报警了，系统模拟图上显示的该测如果某个现场模拟量信号报警了，系统模拟图上显示的该测点的实际运行数值则变为红色（有的点的实际运行数值则变为红色（有的SCADASCADA中，越上限用红中，越上限用红色显示数值，越下限用黄色显示色显示数值，越下限用黄色显示) )；如果现场信号不报警或；如果现

29、场信号不报警或恢复正常，实际运行数值用绿色显示；如果现场信号质量恢复正常，实际运行数值用绿色显示；如果现场信号质量坏，显示的数值变为白色，并且闪烁。坏，显示的数值变为白色，并且闪烁。 2.系统参数显示系统参数显示 系统参数是指接入系统参数是指接入SCADA的现场模拟量参数和开关量参数。在的现场模拟量参数和开关量参数。在SCADA中，可以单独选择某点参数显示，即单点显示，也可中，可以单独选择某点参数显示，即单点显示，也可以选择一组参数同时显示，即成组显示。以选择一组参数同时显示，即成组显示。 (1)单点显示。单点显示可以显示出一个现场参数的运行值或运行单点显示。单点显示可以显示出一个现场参数的运

30、行值或运行状态，还可以显示出它在数据库中有关的情况，如是否报警、状态，还可以显示出它在数据库中有关的情况，如是否报警、报警的上、下限限值、报警优先级、数据转换类型、单位等。报警的上、下限限值、报警优先级、数据转换类型、单位等。单点显示既供运行值班人员使用，也供维护单点显示既供运行值班人员使用，也供维护SCADA数据库的数据库的工作人员使用。工作人员使用。 (2)成组显示。按参数的相关性，把现场参数分成很多组。选择成组显示。按参数的相关性，把现场参数分成很多组。选择其中一组显示时，组内参数按统一规定的格式在其中一组显示时，组内参数按统一规定的格式在CRT上显示上显示出来。一组参数通常有出来。一组

31、参数通常有16-24点。显示格式有如下两种。点。显示格式有如下两种。 1)CRT1)CRT屏上每行显示一个模拟量参数或一个开关量参数。屏上每行显示一个模拟量参数或一个开关量参数。 2)CRT屏分为两列，无论是左边一列还是右边一列，每行显示屏分为两列，无论是左边一列还是右边一列，每行显示一个模拟量参数或开关量参数。一个模拟量参数或开关量参数。 成组显示也叫相关画面显示，在同一个成组显示也叫相关画面显示，在同一个SCADA中，每组相关画中，每组相关画面的格式是统一的。面的格式是统一的。 成组显示的组数多则近百组，则成组显示的组数多则近百组，则30-4030-40幅。幅。 3.报警显示报警显示 SC

32、ADA的报警显示方式有报警一览显示、报警历史显示、按优的报警显示方式有报警一览显示、报警历史显示、按优先级报警显示、按系统报警显示等。先级报警显示、按系统报警显示等。 在在CRT屏上，每行显示一个现场参数的报警内容，包括该参数屏上，每行显示一个现场参数的报警内容，包括该参数的名称、报警时刻、报警发生时的运行值或状态，若是模拟的名称、报警时刻、报警发生时的运行值或状态，若是模拟量参数，还显示报警限值、单位名称等。在有的量参数，还显示报警限值、单位名称等。在有的SCADA中，中，报警显示按现场参数的报警优先级，显示不同的颜色。如报警显示按现场参数的报警优先级，显示不同的颜色。如WDPF的的SCAD

33、A中，把现场参数的报警优先级分力中，把现场参数的报警优先级分力4级，每级配级，每级配一种颜色。若报警优先级最高的一个现场参数报警显示，则一种颜色。若报警优先级最高的一个现场参数报警显示，则整行内容全部用红色显示，若报警优先级最低的现场参数报整行内容全部用红色显示，若报警优先级最低的现场参数报警显示，整行内容都用白色显示等。警显示，整行内容都用白色显示等。 1)报警一览显示。它显示出当前处于报警状态的所有参数。如果报警一览显示。它显示出当前处于报警状态的所有参数。如果一幅一幅CRT画面显示不下，可以通过操作键盘上的画面显示不下，可以通过操作键盘上的“翻页翻页”键翻键翻看下面的报警内容。如果原先报

34、警的参数恢复了正常，报警看下面的报警内容。如果原先报警的参数恢复了正常，报警一览中自动消失该参数的报警显示。一览中自动消失该参数的报警显示。 2)2)报警历史显示。报警历史显示格式与报警一览相似，但报警报警历史显示。报警历史显示格式与报警一览相似，但报警显示的内容不一样。报警一览显示的是当前仍处于报警状态显示的内容不一样。报警一览显示的是当前仍处于报警状态的参数，而报警历史显示的是过去曾经报警过的参数，而且的参数，而报警历史显示的是过去曾经报警过的参数，而且当报警参数恢复正常时，报警历史也显示一行当报警参数恢复正常时，报警历史也显示一行 3)按报警优先级显示。现场参数的报警优先级是按参数的重要

35、按报警优先级显示。现场参数的报警优先级是按参数的重要性事先确定的。重要参数的优先级高，次要参数优先级低。性事先确定的。重要参数的优先级高，次要参数优先级低。在在SCADA运行过程中，运行值班人员可以设置允许报警使报运行过程中，运行值班人员可以设置允许报警使报警优先级高于设定优先级的参数时报警可以在警优先级高于设定优先级的参数时报警可以在CRT上显示，上显示，报警优先级低于设定优先级的参数时报警不能在报警优先级低于设定优先级的参数时报警不能在CRT上作报上作报警显示。如果现场报警较多，可以通过；设置允许报警优先警显示。如果现场报警较多，可以通过；设置允许报警优先级，以保证运行值班人员更好地监视重

36、要参数的报警。级，以保证运行值班人员更好地监视重要参数的报警。4 4）按系统报警显示。为了便于监视和操作，一台发电机组的）按系统报警显示。为了便于监视和操作，一台发电机组的SCADASCADA可以根据操作员岗位设置和可以根据操作员岗位设置和CRTCRT的多少或分工监视面，的多少或分工监视面，将报警显示功能按系统划分。如把现场参数分为机、炉二大将报警显示功能按系统划分。如把现场参数分为机、炉二大系统，可以在大系统中划分为小系统。每一个现场参数用系统，可以在大系统中划分为小系统。每一个现场参数用8 8位位英文字母表示它属于哪个系统。这英文字母表示它属于哪个系统。这8 8个英文字母叫做该参数的个英文

37、字母叫做该参数的系统归属字系统归属字( (有的叫系统过滤字有的叫系统过滤字) )。如：系统归属字为。如：系统归属字为TxxxxxxxxTxxxxxxxx表示该参数属于汽机系统，表示该参数属于汽机系统，BxxxxxxxBxxxxxxx表示该参数表示该参数属于锅炉系统。属于锅炉系统。T(T(或或B)B)的后一个字母表示该参数属于汽机的后一个字母表示该参数属于汽机( (或或锅炉锅炉) )中某局部系统。中某局部系统。Tx(Tx(或或Bx)Bx)的后一个字母表示该参数汽机的后一个字母表示该参数汽机（锅炉）中某局部系统中更局部的某个系统等等。在（锅炉）中某局部系统中更局部的某个系统等等。在SCADASCA

38、DA运运行过程中，运行值班人员要以在自己的操作员台上设置允许行过程中，运行值班人员要以在自己的操作员台上设置允许在本在本CRTCRT上报警显示的系统归属字上报警显示的系统归属字 4.趋势曲线显示趋势曲线显示 趋势曲线显示是趋势曲线显示是SCADA显示功能中的主要内容之一。在显示功能中的主要内容之一。在CRT上用曲线方式显示模拟量参数的变化比数字显示更直观。上用曲线方式显示模拟量参数的变化比数字显示更直观。 趋势曲线显示画面上，一般允许趋势曲线显示画面上，一般允许8 8条曲线条曲线( (代表代表8 8个现场参数个现场参数) )同时显示，这同时显示，这8 8条曲线用条曲线用8 8种不同颜色表示。还

39、有两条坐标种不同颜色表示。还有两条坐标线：横向表示时间，纵向表示数值。现场参数的名称和显线：横向表示时间，纵向表示数值。现场参数的名称和显示量程也显示在曲线的旁边。示量程也显示在曲线的旁边。 5.历史数据显示历史数据显示 历史数据显示在事故分析中非常有用。历史数据显示也是历史数据显示在事故分析中非常有用。历史数据显示也是进行趋势曲线显示，即显示指定时间内现场参数的变化过进行趋势曲线显示，即显示指定时间内现场参数的变化过程程(即趋势曲线即趋势曲线)。这个。这个“指定时间指定时间”是指已经过去的某段是指已经过去的某段时间。例如，时间。例如，WDPF的的SCADA历史数据显示可以同时指定历史数据显示

40、可以同时指定8个现场参数，可以个现场参数，可以h、min、s开始，可以选择显示开始，可以选择显示lmin，或，或10min、1h、10h、24h作为显示的时间范围。还可以使趋势作为显示的时间范围。还可以使趋势曲线前移或后移等。曲线前移或后移等。 除了上述显示功能外，还有窗口显示、菜单显示等。除了上述显示功能外，还有窗口显示、菜单显示等。 三、记录三、记录 记录提供事后对安全、经济运行分析的依据，是记录提供事后对安全、经济运行分析的依据，是SCADA用于发用于发电机组安全、经济运行的重要功能。电机组安全、经济运行的重要功能。 SCADA的主要记录功能有：定期打印记录、跳闸打印记录、的主要记录功能

41、有：定期打印记录、跳闸打印记录、事件顺序记录、报警打印记录、硬拷贝打印记录、历史数据事件顺序记录、报警打印记录、硬拷贝打印记录、历史数据记录和历史数据的检索打印等。记录和历史数据的检索打印等。 SCADA的记录有两种。用打字机打印记录，如定期打印记的记录有两种。用打字机打印记录，如定期打印记录等；用外存贮器录等；用外存贮器(或磁带或磁带)保存，如历史数据记录。保存，如历史数据记录。1.定期打印记录定期打印记录 定期打印记录即周期性打印记录。在发电机组正常工况下，定期打印记录即周期性打印记录。在发电机组正常工况下，用于定制表、运行交接班制表打印；在起停工况下，可以人用于定制表、运行交接班制表打印

42、；在起停工况下，可以人工指定某些现场测点，指定时间间隔进行周期性打印记录。工指定某些现场测点，指定时间间隔进行周期性打印记录。 定时制表的作用与运行值班人员的抄表记录基本相同。每逢定时制表的作用与运行值班人员的抄表记录基本相同。每逢1点刻钟、点刻钟、2点钟等正点时刻，点钟等正点时刻，SCADA按事先规定的格式进行正按事先规定的格式进行正点制表打印。人工抄表记录表示抄表时眼睛看到的现场观测点制表打印。人工抄表记录表示抄表时眼睛看到的现场观测点的值，点的值，SCADA定时制表虽然也是正点打印，但打印的现场定时制表虽然也是正点打印，但打印的现场测点的运行值是测点在测点的运行值是测点在1小时内的平均运

43、行值。小时内的平均运行值。 运行交接班制表打印是运行交接班时打印出的有关统计值。运行交接班制表打印是运行交接班时打印出的有关统计值。2.跳闸打印记录跳闸打印记录 发电生产过程中，部分重要设备或保护动作，称为发电生产过程中，部分重要设备或保护动作，称为“跳闸跳闸”。如：锅炉跳闸、汽机跳闸、发电机跳闸、给泵如：锅炉跳闸、汽机跳闸、发电机跳闸、给泵A跳闸等。跳跳闸等。跳闸发生后，闸发生后，SCADA进行跳闸打印记录。进行跳闸打印记录。 一个跳闸记录，包括跳闸的名称、跳闸动作的名称、与这个一个跳闸记录，包括跳闸的名称、跳闸动作的名称、与这个跳闸动作有关的现场测点的名称和这些现场测点的时间间隔，跳闸动作

44、有关的现场测点的名称和这些现场测点的时间间隔，另外，还包括这些现场测点在跳闸前、后记录多少时间或记另外，还包括这些现场测点在跳闸前、后记录多少时间或记录多少数据。录多少数据。 一个跳闸记录一般含一个跳闸动作，也有包含两个甚至多个一个跳闸记录一般含一个跳闸动作，也有包含两个甚至多个跳闸动作的。对有多个跳闸记录，只要其中一个跳闸动作发跳闸动作的。对有多个跳闸记录，只要其中一个跳闸动作发生，就触发这个跳闸记录进行打印。例如：某生，就触发这个跳闸记录进行打印。例如：某SCADA中，一中，一个跳闸记录最多允许个跳闸记录最多允许12个跳闸动作；最多允许个跳闸动作；最多允许12个相关的现个相关的现场测点；记

45、录测点的时间间隔为场测点；记录测点的时间间隔为10s；跳闸动作发生前、后每；跳闸动作发生前、后每个测点允许记录个测点允许记录60次现场经过值。次现场经过值。 在在SCADA运行过程中，按各个跳闸记录中规定的现场测点名、运行过程中，按各个跳闸记录中规定的现场测点名、记录周期、跳闸动作前记录次数（或时间）进行记录。一旦记录周期、跳闸动作前记录次数（或时间）进行记录。一旦发生眺闸动作，发生眺闸动作，SCADA按规定记录。记录完毕立即打印出这按规定记录。记录完毕立即打印出这个跳闸记录的全部内容。个跳闸记录的全部内容。3.事件顺序记录事件顺序记录 发电生产过程中，重要设备保护动作在发电生产过程中，重要设

46、备保护动作在SCADA中，也称做中，也称做“事件事件”。当。当“事件事件”发生时，立即打印出该发生时，立即打印出该“事件事件”的名的名称、动作时刻、状态。其中动作时刻为：时、分、秒、毫秒。称、动作时刻、状态。其中动作时刻为：时、分、秒、毫秒。 多个多个“事件事件”顺序依次打印，先发生的顺序依次打印，先发生的“事件事件”先打印记录。先打印记录。“事件事件”先后的分辨率一般要求小于先后的分辨率一般要求小于2ms。 事件顺序记录用来记录重要设备、保护动作的先后次序，为事件顺序记录用来记录重要设备、保护动作的先后次序，为事故分析提供依据。事故分析提供依据。4.报警打印记录报警打印记录 当场测点报警或当

47、场测点报警或SCADASCADA设备报警时，除了进行报警显示外，自设备报警时，除了进行报警显示外，自动地进行报警打印记录。动地进行报警打印记录。 5.硬拷贝记录硬拷贝记录 硬拷贝记录是把硬拷贝记录是把CRTCRT上显示的画面内容以拷贝形式在一台彩色上显示的画面内容以拷贝形式在一台彩色打印机上打印出来，拷贝打印通常与报警打印机合用一台打打印机上打印出来，拷贝打印通常与报警打印机合用一台打印机，和报警打印相比，拷贝打印的级别低，如果没有报警印机，和报警打印相比，拷贝打印的级别低，如果没有报警打印发生时，打印发生时，SCADASCADA才进行硬拷贝打印。才进行硬拷贝打印。 SCADA系统应用实例系统

48、应用实例一、一、 SCADASCADA画面画面 SCADASCADA画面显示了整个画面显示了整个NCSNCS系统的运行状态（包括自动化控制单元，系统的运行状态（包括自动化控制单元，SCADASCADA系统，网络设备）。其主用作用是对系统状态进行监视，功系统，网络设备）。其主用作用是对系统状态进行监视，功能主要包括：能主要包括： 指示：所有监控设备的状态，包括指示：所有监控设备的状态，包括SCADASCADA系统系统 选择其它显示：选择其它显示： 通过按击相应设备的图符，可打开包含详细状态信息的画面。按击通过按击相应设备的图符，可打开包含详细状态信息的画面。按击图中红色圆圈内的图符，可显示如下图

49、画面图中红色圆圈内的图符，可显示如下图画面。 二、操作预演模式二、操作预演模式 在菜单条中选择在菜单条中选择“预演预演”，系统可进入预演模式，在预演模式下，系统可进入预演模式，在预演模式下，画面底色由灰色变为白色，且在画面上方会显示画面底色由灰色变为白色，且在画面上方会显示“预演模式预演模式”的的字样。操作员可在此模式下模拟相关操作，如操作正确，相应设字样。操作员可在此模式下模拟相关操作，如操作正确，相应设备的图符会发生所期望的变位。但此时命令既没有真正发出，设备的图符会发生所期望的变位。但此时命令既没有真正发出，设备也没有发生变位，也就是说并未对设备进行操作，仅仅是仿真备也没有发生变位，也就

50、是说并未对设备进行操作，仅仅是仿真而已。而已。ECSECS系统发展概况系统发展概况 当今当今DCSDCS向综合化、开放化发展。向综合化、开放化发展。9090年代工厂自动化要求各种年代工厂自动化要求各种设备（计算机、设备（计算机、DCSDCS、单回路调节器、单回路调节器、PLCPLC等）之间的通信能等）之间的通信能力加强，以便构成大系统。开放性的结构将方便地与指挥生力加强，以便构成大系统。开放性的结构将方便地与指挥生成管理的上位计算机进行数据交换，实现计算机集成生产系成管理的上位计算机进行数据交换，实现计算机集成生产系统。随着电子技术的发展，结合现代控制理论，应用人工智统。随着电子技术的发展，结

51、合现代控制理论，应用人工智能技术，以微处理器为基础的智能设备相继出现，如智能变能技术，以微处理器为基础的智能设备相继出现，如智能变送器、可编程调节器、智能送器、可编程调节器、智能PIDPID自整定控制、智能人机接口，自整定控制、智能人机接口，以至于智能以至于智能DCS.DCS.也就是说，随着也就是说，随着PLCPLC计算机与计算机与DCSDCS和其他控制和其他控制回路之间接口的迅速发展，将连续控制回路、逻辑功能和批回路之间接口的迅速发展，将连续控制回路、逻辑功能和批量控制功能汇入在统一的高性能系统中，从而将量控制功能汇入在统一的高性能系统中，从而将PLCPLC与与DCSDCS融融合在一起，满足

52、了协调的需要，同时也为了适应离散类和批合在一起，满足了协调的需要，同时也为了适应离散类和批量工业自动化的要求。由于电气设备在电厂中的突出重要位量工业自动化的要求。由于电气设备在电厂中的突出重要位置，传统的电气设备控制都是通过硬继电器逻辑或专用的自置，传统的电气设备控制都是通过硬继电器逻辑或专用的自动装置来完成的；并通过硬把手直接控制设备（包括各种断动装置来完成的；并通过硬把手直接控制设备（包括各种断路器、隔离刀等）。随着路器、隔离刀等）。随着DCSDCS硬件与软件的不断完善，用户对硬件与软件的不断完善，用户对自动化水平和全厂一体化等要求的不断提出与提高，目前已自动化水平和全厂一体化等要求的不断

53、提出与提高，目前已将电气设备的控制逐步纳入到将电气设备的控制逐步纳入到DCSDCS的范畴里来，并发展一个相的范畴里来，并发展一个相对独立的对独立的DCSDCS子系统子系统ECSECS。 ECS监控的主要功能通过监控的主要功能通过DCS中的中的DAS、SOE、SCS及报警等及报警等子系统完成。子系统完成。ECS系统对电气的监控范围一般包括：发变系统对电气的监控范围一般包括：发变组、励磁系统、组、励磁系统、6KV厂用电源系统、厂用电源系统、400V厂用电源系统、保厂用电源系统、保安电源、直流电系统、安电源、直流电系统、UPS和高压备变等，控制功能包括和高压备变等，控制功能包括发电机升压并网、发电机

54、解列、发电机升压并网、发电机解列、6KV厂用电源切换、无功厂用电源切换、无功功率调节等。功率调节等。一、一、ECS系统的基本结构系统的基本结构 DCSDCS主要有四部分组成：主要有四部分组成：I/OI/O板、控制器、人机接口、通讯板、控制器、人机接口、通讯网络。人机接口包括操作站、历史站、工程师站。网络。人机接口包括操作站、历史站、工程师站。I/OI/O板直板直接与生产过程连接，操作站与人连接，控制器存放控制算接与生产过程连接，操作站与人连接，控制器存放控制算法及实施控制策略，通讯网络将三者连接成一个系统。工法及实施控制策略，通讯网络将三者连接成一个系统。工程师站给控制器和操作站组态，历史站记

55、录生产过程的历程师站给控制器和操作站组态，历史站记录生产过程的历史数据。史数据。 DCS DCS系统中，控制站是一个完整的计算机，实际运行中可以在系统中，控制站是一个完整的计算机，实际运行中可以在不与操作站及网络相连的情况下，完成过程控制策略，保证不与操作站及网络相连的情况下，完成过程控制策略，保证装置正常运行。控制站作为一个完整的计算机，他的主要装置正常运行。控制站作为一个完整的计算机，他的主要I/OI/O设备为现场的输入、输出处理设备，以及过程输入设备为现场的输入、输出处理设备，以及过程输入/ /输出（输出（P P I/OI/O），包括信号变换与信号调理，），包括信号变换与信号调理，A/D

56、A/D、D/AD/A转换。控制站是转换。控制站是整个整个DCSDCS的基础，他的可靠性和安全性最为重要，死机和控制的基础，他的可靠性和安全性最为重要，死机和控制失灵的现象是绝对不允许的。而且掉电保护、抗干扰、构成失灵的现象是绝对不允许的。而且掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠，才能满足用户需求。当防爆系统等方面都应很有效而可靠，才能满足用户需求。当将电气系统的控制纳入将电气系统的控制纳入DCSDCS，在习惯上我们设为，在习惯上我们设为DCSDCS具备了具备了ECSECS功能（图功能（图11-5-111-5-1），而目前的技术规范书描述单元机组），而目前的技术规范书描述单元机组

57、DCSDCS功功能时，并不出现能时，并不出现ECSECS，而是将，而是将ECSECS的功能函属在的功能函属在DASDAS与与SCSSCS（G/AG/A）中。）中。 ECSECS数据采集，归属于数据采集，归属于DCSDCS的的DASDAS，ECSECS对电气元对电气元件的控制基本属于顺控，归属于件的控制基本属于顺控，归属于DCSDCS的的SCSSCS，称为，称为SCSSCS（G/AG/A）。）。此外此外ECSECS还具备发电机自动准同期还具备发电机自动准同期ASSASS，励磁调节，励磁调节AVRAVR功能。功能。 二、二、ECS系统基本功能系统基本功能 单元机组单元机组DCSDCS系统主要完成主

58、厂房内锅炉、汽机、发电机及其系统主要完成主厂房内锅炉、汽机、发电机及其辅助设备的检测、控制、自动调节及联锁保护。辅助设备的检测、控制、自动调节及联锁保护。DCSDCS主要功能主要功能包括数据采集（包括数据采集（DASDAS）、闭环控制（）、闭环控制（CCSCCS）、顺序控制（）、顺序控制（SCSSCS）、）、锅炉炉膛安全监控（锅炉炉膛安全监控（FSSSFSSS）、汽机旁路控制（）、汽机旁路控制（BPCBPC）、汽轮机）、汽轮机控制（控制（DEHDEH）、给水泵汽轮机控制（）、给水泵汽轮机控制（MEHMEH）以及厂用电公用部）以及厂用电公用部分，循环水泵房及空压站等公用系统监控。电站电气系统需分

59、，循环水泵房及空压站等公用系统监控。电站电气系统需要控制的设备有：发电机、发电机双绕组变压器组、高压厂要控制的设备有：发电机、发电机双绕组变压器组、高压厂用工作变压器、高压起动用工作变压器、高压起动/ /备用变压器、高压厂用电源、主厂备用变压器、高压厂用电源、主厂房内专用备用电源及互为备用的低压厂用变压器等，对这些房内专用备用电源及互为备用的低压厂用变压器等，对这些设备的操作，传统上采用强电一对一控制。设备的操作，传统上采用强电一对一控制。 玉环电厂中的电气保护盘包括完整保护系统和辅助系统所需玉环电厂中的电气保护盘包括完整保护系统和辅助系统所需的所有电气特性，继电器保护功能直接动作于相关开关。

60、所的所有电气特性，继电器保护功能直接动作于相关开关。所有类型保护的报警和状态指示送至有类型保护的报警和状态指示送至DCSDCS和属和属DCSDCS部分的事故顺部分的事故顺序记录序记录SOESOE以及数字式故障录波器。保护继电器的出口直接用以及数字式故障录波器。保护继电器的出口直接用硬接线接至断路器的跳闸回路。硬接线接至断路器的跳闸回路。 单元控制室内的单元控制室内的DCSDCS实现对主要电气设备的控制和监测。采用实现对主要电气设备的控制和监测。采用成熟、先进、可靠的成熟、先进、可靠的DCSDCS实现对电气主要元件（发电机实现对电气主要元件（发电机变压变压器组、中压工作和启动备用变压器系统及厂用