采用集散控制系统建立统一电力系统外文文献翻译.doc

广西大学本科毕业设计（论文）
外文文献翻译原文

外文文献翻译译文
采用集散控制系统建立统一电力系统
Ashraf.M.Hemeida(1),M.2.El-Sadek(2),S.A. Younies(3)
(1)Higher.Institute of Energy, Aswan, Egypt, (2) Assisut University, Assiut, Egypt (3) Aswan Hydro- Power Station, Aswan, Egypt
摘要：
本文介绍了一种采用集散控制系统, 即DCS的统一电力系统。这是人所共知的集散控制系统,通常是服务于控制大系统 如统一电力系统,生产线,工厂，飞机,机场地域服务。拟议的分散型控制系统由硬件和软件多个控制器相连,通过通信协议，通过各种处理单元建立高速可靠的数据通信。这个目标可以在设计的集散型控制系统的特点之前通过预测负荷状态来评价。硬件包括数字输入,数字输出,模拟输入,模拟输出装置. 该软件分为过程控制, PC和数据库系统. 拟议的系统,是经过检验的采样控制器连接阿斯旺水力电厂,以显示它的效应，该研究系统响应通过它的牢固和鲁棒性表现。研究结果表明, 集散控制系统比常规鲁棒性要好,响应更加快速。
关键词: 集散控制系统 水利电力系统
1引言和目的
分散型控制系统DCS ,是世界上在不同领域广泛的使用控制程序。它是用来控制水力和火力发电厂,工厂 飞机和雷达系统等,此控制系统通过光纤网络由多个控制器连接起来。这些主管有能力跟对方某通信协议界定的请求描述每个人做的事。这个交流过程是从一个控制器到其他控制器来传送数据并决定必要的行动。 用软件设计控制算法带动运行硬件部分。这个软件包括了PC机(过程控制) ,程式及资料库程式。电脑程式是用来运行数据库程序以提供所需要的功能。手动介入这类网络通常做了特殊的操作站的目的是要做到这一点功能，而这些数据可以显示在Visual Basic图形包含在主程序执行系统命令。该硬件由一个小组机架，它是连接到控制器的数据总线，这些小组机架上有一定的地址用来接收来自软件的通讯指令。硬件设备包括下列内容:
( 1 ) DI(数字输入)卡；( 2 )DO(数字输出)卡； ( 3 ) AI (类比输入)卡；( 4 ) AO (模拟输出)卡。
这些卡通常安装在控制器某个先前确定地址。DCS还包括信息管理系统( IMS ),该系统的作用是数据管理控制。它也包含了控制器, 其中有能力跟整个系统的控制,以界定为每个进程控制器操作。 它提取来自系统的控制器的有效数据来保存在自己的服务器硬盘便于使用数据管理和执行系统的处理。该研究DCS光纤网络如图1.1与多于一个控制器连接到光纤网络。这个系统由3个相连的控制器的双重总线. 信息管理系统IMS的同时连接到网络。考虑到系统的设计，引进工业PC鼠标和键盘.系统通过分控制器机架连接到外地接口。
2 ABB控制器
ABB控制器如图1.2所示。它由一个处理器,两寄存器,数据总线和一些继电器. 这个例子显示, ABB控制器(AC450)。在这种控制器里插入这些继电器是为了让AC450具有自我保护这个功能。这项开发的控制器有内部接口的优点, 使设计者有能力改变职能,当控制器在线工作时。开环控制信号,从一个按钮的图形屏幕控制器过程控制微机, 这是处理器和控制器的输出DO或AO。这种控制器的设计和工程是在不考虑系统的负载情况下, 这使得其他控制器用来装载,这是不受欢迎的集散控制系统。如果我们能预知加载条件的系统研究,最好是选择正确的控制器，为了避免延迟的问题和超负荷的处理器。

3集散控制系统设计标准
这种系统是全球性的, 许多研究都探讨许多开发技巧的表现和集散控制系统的特点。集散控制系统的发展,包括下列内容。
3.1通信网络
通信网络在集散控制系统中是非常重要的。最近光纤电缆被引出设计所需的电缆占有率以提高DCS的性能和有效性,可用性,可维护性,安全性和可靠性 由于光纤光缆具有非常高的数据传输率高达100Mbits/sec多 所以说,光纤是最好的技术可以用来在现场进行数据传输总线。正因为这种通讯是很重要的, 光纤网络应是多余的,即该系统将包括双总线,以便有更多的空间进行数据传输操作。通信网的设计也将延迟时间为最低,尽量提高了系统的性能, 这是我们任何集散控制系统的主要优点。
3.2通信协议
通信协议,目的是在同一控制器之间不同的电脑程序或在系统控制器实现数据的传送。使用一种特殊通信控制系统。它应包括一个软件的部分以及硬件部分完成系统目标。最有名的通信协议是TCP/IP协议书所界定的数据通信过程,通过集散控制系统单元。硬件包含两个电子卡,其中每一方都可以用。
3.3延迟时间
延迟时间,是一个重要的特点,影响了议会的工作表现。如闭环控制,他可以在局域网内更好地服从控制信号和反馈信号的,以避免拖延时间。还要避免从遥远控制器反馈信号的传输，所以在这种情况下迟延时间最小, 改善系统的性能。数据通讯通过通信网络应该重视,以免延误时间。
3.4负载处理控制器
负载处理控制器是一个很重要的特点,到目前为止, 在设计控制器时应预估处理负荷。负载不应超过某一值,以避免分散控制系统DCS网络系统控制器的不稳定。有一种软件工具,用于计算处理控制器负载,以确定它的性能和效率。这个工具可以以图形方式呈现在屏幕上处理负荷。这将使运行轮班工程师能够监督负荷控制,以避免网络不稳定。这个处理负载主要是靠做了多少功,需由控制器和数据量应用。在发生超负荷时，控制器有其自我保护意识,以阻止其一些活动,如通信与其他控制器，以保持控制功能的服务。这证明了闭环系统应具备的地方控制器。
3.5 DCS的供电设备
DCS的供电设备同样设计有两套电源供应器, 其中一套是主要的,另一套是备用的。UPS (不间断电源)就是主要的电源，它包括一个电池，其容量足以供应整个系统的某一时间发生全面停电。
3.6信息管理系统(IMS)
信息管理系统(IMS)都有自己的控制器, 通过这种控制器它能够跟其他系统控制器连接提取有效数据和保存在它的数据服务器硬盘。使用信息管理系统(IMS)这个应用程序,这些数据可以作为一份报告被重新检索出来。这个检索资料可以帮助电厂故障分析。
3.7现场接口
来自于现场的接口方面DCS使用了四种类型，它们是:
A-数字输入(DI): 这种模式是用于状态接口的断路器,隔离,保护启动断开部件, 开始报警。该模型包含32个通道。
B-数字输出（DO): 数码输出模式接收信号在通过输出继电器处理后。这些继电器用于连接至现场进行所需的功能, 这种模式有32个通道, 从处理器激活一切。
C-模拟输入(AI): 这种模式是用于接口连接所有读数的控制系统. 这些读数转化为电流信号(4mA---20mA) 用来校准真实读数。 他可以是电流,电压,兆瓦， 压力和温度。该模型包括16个通道.
D-模拟输出(AO): 模拟有8个通道,并用来启动测量仪器与电流信号。
3.8 在线报警器
在线报警器连接到现场总线用于报警系统，报警系统上有一个时间标签和描述每个I/O信号和时间并以毫秒的速度计时。
3.9控制器负载问题
控制器的负载可分为:
A基本负载，他是用控制器本身达到目标。B动态负荷，他是来自控制操作需要从控制器等断路器切换, 执行一套序列发生器,运行闭环功能, 而日益减少发电机负荷等等。 C静态负荷，他包含用某数据库的控制器作为AI, DI， AO, 和DO. 设备也像接地隔离开关及断路器状态。所有这些数据进行扫描,按一定的扫描系统, 后文将作解释。
3.10手工接口
手工接口技术的集散控制系统由工业个人电脑或HP电脑服务。数据和信息系统的配置,使用特殊的软件,并显示在屏幕上。这项资料显示,再加上对控制器软件能够在屏幕上查看系统数据。显示也有其自身的特点来配置所显示的数据,容易为操作员督促。此外警钟名单和事件也显示在屏幕上. 控制程序通常是在屏幕上由一个特别的按钮所控制。
3.11扫描过程
图3.1显示如何显示控制器的扫描过程。

从图3.1我们可以得到开始扫描时间是用来扫描分控制器和基于自己扫描时间的数据库。 一旦控制器超负荷,扫描时间会增加,这将有助于降低加工控制器的超负荷。最佳效果是扫描时间从超负荷远离控制器，这是通常导致网络不稳定的问题。同时,保证控制器来执行所需的功能无故障。我们也看到了扫描时间的整个过程,服从第一时间分控制程序扫描时间和数据库的内容扫描时间。 保证主要扫描时间,分控制程序和数据库具有可调性。

图3.2 ABB控制系统图
4结论
集散控制系统是现代控制技术的系统。它可以设计为开环回路或闭环回路,或两者兼而有之。
这些系统包括若干控制器连接到现场总线。光纤技术被用来制作这种现场总线，它有能力把大量的数据转化在光纤导体内。该系统中不同的控制器,可与对方的通信网络按照某种通信协议,并大都用来一是TCP/IP议定。数据延时系统应尽量在可能的情况下用于闭环控制，帮助系统改善稳定性. 反馈信号应该受到计时的控制,以避免在通信时出现故障。处理负荷控制应当加以研究和优化,使控制器避免超负荷和保证所需的功能安全，这也是这项研究的主要目标是要建立一个集散型控制系统DCS。

10