工业自动化系统集成


现场总线技术

现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略也打造了相应的基础。电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通讯和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。
 

现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。
现场总线在电厂、变电站和电力系统中有非常广阔的应用前景,特别是在新建项目中能在可靠性、高精度、经济性等诸多方面获得最大的效益。电力系统历来是自动化程度最高的生产部门,在国内外现场总线厂家和设计研究部门的共同努力下,基于现场总线的控制系统必将分系统、分阶段地逐步取代现有的分散式控制系统,在未来定将成为我国电力系统自动化的主导设备。
四方公司在国际上率先将LonWorks现场总线技术应用于变电站综合自动化系统,并将基于微处理器的间隔层设备直接并入LonWorks现场总线,以其高可靠的性能和大容量高速度的通信能力,大大提高了通信系统的信息吞吐和数据处理能力,从而解决了应用低速串口通信采样数据时经常产生的瓶颈现象。LonWorks现场总线网络具有很强的抗干扰、抗震动性,适用于较大的温度范围,适合于变电站较恶劣的工业环境。其传输速率已远远满足变电站综合自动化系统对信息传输速度的要求。

信息化技术
在电力企业,经过多年的建设,信息化基础设施相对完善,中小型机、微型计算器装备级别不断更新提高,各电力公司本部主要岗位工作人员使用计算器的比例很高。电力生产、调度自动化系统,电力营销管理系统得到广泛应用,信息化机构建设不断健全。电力工业正面临更加复杂的竞争环境。各电力企业通过控制生产成本、提高发电安全可靠性、采用较先进的技术与设备以及更合理的营销过程提高企业的竞争力。
电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产121机到176机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。

人机界面
发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,直流电源屏已很成熟。
直流电源屏整流充电部分仍然采用国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的核心部件是 V80 系列可编程控制器 PLC,它将系统采集的输入输出模似量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求高可靠地工作。