李景波

摘 要：垃圾发电厂工艺流程长且电气设备众多，这些来源于不同厂家的电气设备通常都具有独立的监控系统，相互间难以实现信息和数据的共享，为此构建一个系统来实现全厂电气设备的全面监控和信息完整就极具价值了。

关键词：垃圾发电厂；电气设备；运行状态；实时监控

中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）15-0139-01

1 系统的功能设计

调研后笔者认为，系统应满足如下要求：（1）为确保生产运行的安全、高效及稳定，系统应自动采集和实时监测各电气设备（如变压器、直流电源柜、高低压开关柜等）的运行情况，通过颜色改变、动态画面、数字、闪烁、曲线及棒图等方式对设备的状态进行实时监视。当电气设备发生故障时，系统要能够自动报警并且确保联锁功能的正常发挥；（2）在中控室，操作人员可以通过计算机控制系统来实现所有电气设备的监视和管理。对于重要设备和参数的控制要做好操作权限的设备，避免电气设备误动作和参数误修改对系统的正常运行产生影响，此外系统应具有丰富的报表功能，方便操作人员对电气设备状态和故障信息等进行查询（结果以图形或文本等方式进行展示）。

根据上述要求，垃圾发电厂电气设备运行状态实时监控系统的具体功能如下：将现场各种模拟量通过传感器转换为电信号传送到后续单元，如温度、湿度、开关量、压力、电流、电压等信号；对传感器传输来的信号进行适当的预处理，如用滤波器对干扰信号进行抑制、将信号幅值调整到合适的电平等；将经过预处理的信号进行A/D转换和记录；将采集到的信号经高抗干扰的光纤设备传输到后续单元；通过相应的监测参数反映电气设备的运行工况，当发现运行工况异常时，一方面迅速启动应急报警，提醒操作人员加强操作控制和设备维护，另一方面采取选择性控制；操作记录打印、事故追忆打印、报警打印、SOE打印、周期性报表等功能；将監控到的电气设备实时运行状态数据传输到PI数据库进行存储；根据需要设置一些不同权限的用户并用密码加以保护，高权限用户可以创建低权限用户，并且可以对低权限用户进行授权。

2 系统的构成

2.1 系统的发展趋势

电气设备运行状态实时监控在垃圾发电厂的应用主要经历了如下四个阶段：第一个阶段主要是依靠控制技术、计算机技术、通信技术及图形显示技术，确保系统具有集中监视和分散控制的功能；第二个阶段开始采用环式和总线式的通信方式，支持局域网协议，从而实现了电气设备监控的自动化；第三个阶段采用了更为先进的局域网技术，力求使不同电气设备间的运行状态数据可以进行互联和交换；第四个阶段通过利用现场总线，使电气设备运行过程中的状态信息交换范围一直延伸到生产现场。

2.2 系统的三级网络方案

根据垃圾发电厂电气设备运行状态实时监控的具体要求和系统发展趋势，本文构建了三级实时状态监测系统，具体说来：第一级为现场控制级，通过将各监控站点及现场基本监控单元的电气设备运行状态实时数据进行格式转换，并将转换后的数据传输到实时数据交换网络；第二级为网络通信级，作为现场控制级和监控管理级间的联系桥梁，其采用网络通信协议来将现场实时数据传输给监控管理级；第三级为监控管理级，将网络通信级传输而来的电气设备运行状态实时数据进行加工，在浏览终端以图表或文字等形式进行展示，以确保服务器、数据库、管理计算机等可以根据需求对这些数据进行取用。

2.3 PI数据库系统的应用

在垃圾发电厂电气设备运行状态实时监控系统的构建中，考虑选用实时数据库而非关系型数据库，这是基于如下考虑：系统需要保存大量的电气设备运行状态实时数据，如果这些数据不加以压缩而直接存储，那么数据很容易占满磁盘空间，而实时数据库可以通过接口采集实时数据，利用高效压缩算法来存储海量实时数据，其所需的存储空间仅为关系型数据库的2%左右；关系型数据库的数据存放速度较慢，而系统面对的是数万点实时数据以秒级的间隔存放，为此关系型数据库无法满足此要求；关系型数据库将所有内容存储在一个文件内，这给海量数据的存放和维护造成了困难。

综合考虑上述因素，本系统最终选用了PI数据库系统，其在加速用户投资回报、弥合业务控制与业务管理间的信息缺口、提供一体化安全保障机制、提高数据存储效率和降低磁盘占用空间等方面具有强大的技术优势。

2.4 系统效益

利用上述方案，本文所构建的垃圾发电厂电气设备运行状态实时监控系统可以在不增加硬件投资的基础上，将监控系统的实时数据经以太网传输到PI系统数据库进行存储，三级网络也可以将监控管理级和现场控制级进行良好分离，提高系统的安全性。此外，PI系统数据库所拥有的良好数据存储技术和压缩技术，可以极大地改善传统DCS自身专用型数据库带来的诸多不便。

3 结语

现阶段垃圾处理项目已经成为城市基础建设之一，利用垃圾焚烧所产生的热能发电，对于改善和提高城市居民生活质量，实现国家“节约能源、保护环境”的可持续发展战略目标具有重要意义。而以电气设备运行状态实时监控系统为基础，实现整个垃圾发电厂电气设备状态信息的实时监控和共享，为电气设备运行的现代化管理奠定了坚实基础。

参考文献

[1]王小燕.电气设备远程监控技术研究[J].工程技术，2016，（21）.

[2]田晓斐.电气设备智能化监控系统的研究与应用[J].自动化应用，2016，（7）.endprint