电厂电气自动化体系，简称ECS，是电厂自动化范畴近年来鼓起的一个新的热门。与DCS侧重于热工体系的监控相对应，ECS侧重于电气体系的监控;与NCS侧重于电厂接入电网部分的电气监控相比照，ECS侧重于发电厂内部，完结厂用电中低压电气体系的维护、丈量、计量、操控、剖析等归纳功用。本文介绍了一种依据工业以太网和现场总线的电厂电气自动化体系。
传统的电厂电气监控的完结方法是由DCS体系经I/O板完结对电气部分的数据搜集和远方操控。电气部分特别操控功用如继电维护、毛病录波等都由独立的设备来完结，与DCS体系无关。图1为传统电厂电气监控计划，在这个计划中，DCS的I/O板只能处理规范信号，模拟量需求经过变送器转化成规范的4~20mA电流。DCS能够完结对电气中的要害少数的信号的监督和操控，但需求很多的电缆和变送器，施行的本钱比较高。
二、电厂电气自动化体系计划
跟着微机在继电维护和自动设备中的广泛使用，电气归纳维护测控设备能够完结依据沟通采样的维护、丈量、录波、操控和通讯，这些新式的微机维护测控设备能够十分方便地选用现场总线、工业以太网等技能组成网络，电厂电气监控也发展为以沟通采样、数字通讯为首要特色的归纳自动化体系。
2.1 现场总线简介
现场总线(Field Bus)是工厂底层设备之间的通讯网络，是计算机数字通讯技能在自动化范畴的使用，为底层设备信息及出产过程信息集成供给了通讯渠道。工厂底层使用现场总线技能完结了全厂信息纵向集成的通明通讯，即从管理层到自动化底层的数据存取。现场总线的介质拜访操控方法可满意工业操控网络的要求，即通讯的实时性和确定性，可是现场总线的通讯速率相比照较低，不合适很多的数据传输。
2.2 工业以太网简介
以太网和TCP/IP协议在IT职业得到了广泛使用，跟着IEC61158一致现场总线规范的失利，使得工业操控范畴的专家将方针转向在IT职业获得成功的以太网技能，以太网具有兼容性好、本钱低价、通讯速率高级长处，可是也有实时性差、不确定性等问题。以太网合适使用于大数据量，实时性要求不是特别高的场合。
2.3 电厂电气监控的特色
电厂电气监控体系的规模包含厂用电体系、网控体系、机组体系等，其申网控体系可选用现在十分老练的变电站自动化体系的技能，电厂电气监控体系具有以下特色:
·体系的设备数量和品种多，信息量大，物理方位涣散。要接入的设备类型包含6kV综保、380V综保、发变组维护测控、录波、励磁、同期、厂用电快切、UPS、柴油发电机组、安全安稳设备、直流体系等，设备数量经常是几百台乃至上千台，每台设备都有几百个信息点，设备散布在电子设备司及各个厂房。
· 与其他体系的接口杂乱，需求与ECS体系接口的其他体系包含机组的DCS体系、电厂SIS体系、MIS体系等，而与DCS的接口方法既有硬接线方法，又有通讯方法，通讯接口方法既有体系级的接口又有主控单元和DPU级的接口。
· ECS是DCS体系的一个子体系。
2.4 依据工业以太网和现场总线的电厂电气自动化体系的网络结构
依据电厂电气监控的要求以及工业以太网、现场总线的特色，电厂电气自动化体系选用以下网络结构，站控层选用工业以太网，司隔层选用现场总线组网，如图2所示。整个体系选用分层散布式结构，分为站控层、通讯操控层和间隔层，基层的功用不依赖于上层设备及通讯网络。站控层由主站体系构成，是整个ECS体系的操控管理中心，完结对整个ECS体系的数据搜集、处理、显现、监督、操控功用。通讯操控层不只完结间隔层设备和主站体系数据的转化，可完结与DCS的DPU的数据交流，并且能够完结与电气相关的部分逻辑操控功用，通讯操控层首要由通讯和操控两个功用组成。间隔层也叫设备层或许设备层，首要由各种维护测控设备和智能设备组成，能够经过现场总线、以太网、串口等方法和上一层主控单元进行数据通讯。
整个体系的网络由两种网络组成，站控层网络和间隔层网络。
站控层网络包含两个部分功用，一是站控层设备和通讯操控层设备或间隔层设备之间的通讯，一是站控层各个节点之间的通讯。主站体系中有两个彼此冗余的作为数据处理中心的通讯服务器，通讯服务器担任经过以太网络、站级通讯规约与通讯操控层的主控单元或许直接与设备进行数据交流，一起经过实时数据库与站控层其他主站接口交流数据。站控层网络选用高速以太网络，通讯介质选用五类双绞线，当间隔远时选用光纤。
间隔层网络指通讯操控层与间隔层设备之间的通讯网络，首要选用LON现场总线为根本测控网络，传输通道物理介质选用屏蔽双绞线。LON现场总线网络己经过了充沛的试验验证和现场检测，是较抱负的自动化体系的测控网络。间隔层也可依据用户需求和现场实际情况选用工业以太网、CAN现场总线、RS-485等作为通讯网络。
体系吸收了DCS体系和变电站自动化体系的长处，具有以下特色:
·选用分层散布式体系结构，站控层和间隔层别离用工业以太网和现场总线组网;
·选用双机双网的冗余规划，各种要害的主机和网络均选用热备冗余方法;
·维护测控一体化规划;
·敞开的通讯体系，支撑与各种综保、智能设备、DCS体系、SIS体系的通讯接口;
·可依据用户的需求依照DCS的出产工艺流程组网，也可依照电气分段组网。
2.5 电厂电气自动化体系与DCS的接口
选用电气自动化体系后，ECS体系内部的信息交流以网络通讯方法为主，可是ECS与DCS的信息交流还首要选用硬接线方法，首要原因是通讯方法还没有被广阔用户和规划院承受，全通讯方法在有些对新技能比较容易承受的电厂中也有选用，乃至是大容量和高电压等级的机组。现在ECS与DCS的接口方法首要有以下几种:
·DAS(Data Acquirment System)形式，即ECS作为DCS的一个数据搜集子体系。
·保存要害硬接线的方法，选用现场总线、依照电厂工艺流程构成操控网络的电气自动化操控体系，经过现场总线完结电气部分的信息搜集和操控;参加热工操控的重要电动机的起停操控以硬接线完结操控。
·彻底选用通讯方法。
三、结语
ECS体系充沛利用了工业以太网和现场总线的长处，将各自独立运转的维护测控设备、自动设备以及其他智能设备等经过现场总线或以太网联结起来构成自动化体系，一起完结了选用通讯方法与DCS体系交流信息，减少了DCS的测点出资和硬接线方法下的电缆出资，一起提高了整个发电厂的自动操控水平缓运转管理水平。与DCS的通讯方法的信息交流也必将跟着软硬件技能的老练和运转经历的丰厚成为干流的方法。
