论发电厂电气自动化控制系统软件模块技术

万坤兰波

广州赛意信息科技股份有限公司334100

摘要：作为二次能源的主力军--电力，对于国民经济的可持续发展就显得格外重要，因而发电厂的技术革新就尤为被重视，其中，实现电气综合自动化是主要的探索方向。因此，本文首先分析了发电厂电气自动化系统的构成，然后探讨了发电厂电气自动化控制系统关键软件模块的主要内容，最后对模块技术应用于发电厂电气自动化控制系统进行阐述。

关键词：发电厂；电气自动化；控制系统；软件模块技术

引言：由于工业电气自动化日趋完善，先进的科学技术被运用到电气自动化控制系统中，工业生产的技术含量提高，为工业的可持续发展提供技术保障。以太网和互联网技术引发了电气自动化的一次又一次革命，在市场的需求下，自动化系统与IT平台融合起来，推动电气自动化控制系统朝着通用网络结构、标准化程序接口方向发展，方便电气自动化控制系统与办公系统之间信息的交换和共享。

1、电厂电气白动化系统的构成

电厂电子动化系统基本分为三个层面，即间隔层、网络通讯层、站控层。问隔层内的设备问隔布置，以此来改变信号、控制、测量等设备之间的电缆的放置位置，将厂电保护、测试与控制装置由主控室转移到开关层，减少了设备之间的直接联系，仅依靠现场总线与网络，就可让设备之间的通讯得以实现，有效增强了设备相互之间的独立性，精减了二次接线的数量，节省了电厂的成术开支，也避免了让员工在安装过程中的多次调试，减轻了员工的工作任务。网络道讯层的设备包含通讯管理装置、网络交换机、网络中维器等，主要作用是让各个设备或子系统之间能有效进行交流与信息传递。站控层包含操作员、程师、服务器UPS等设备，通过分布式与开放式结合的方式，对电厂的设备进行监控和管理以及发挥其他方面的作用。

2、发电厂电气自动化控制系统关键软件模块的设计内容

2.1软件模块的组成

发电厂电气自动化控制系统的软件模块由多个功能模块组成，包括数据采集系统、二级管理模块、设备控制系统、数据查询浏览系统、时钟同步系统、电气模拟系统、用户管理系统等。本文主要对多线程在线可编程并行数据的参数设计、数据采集模块设计、数据传输模块的实现方法进行了研究。

2.2多线程在线可编程并行数据参数

数据采集系统是发电厂电气自动化控制系统应用平台的重要组成部分，是发电厂电气自动化控制系统实时数据查询浏览系统的主要数据来源，多线程在线可编写并行数据采集技术是随计算机操作的系统发展而提出的一个概念。本文利用Delphi7.0多线程编程（见图一）的创建线程、设置线程优先级、挂起\唤醒线程和结束线程实现多线程在线可编程数据参数采集技术。

图一Delphi7.0多线程编程

在调用的函数中，共有SecurityAttributes、StackSize、Parameter等十多项参数。其中SecurityAttributes为线程访问权限参数设置选项；StackSize为分配线程占用空间参数；ThreadFunc参数为某个线程需要执行任务的函数参数；Parameter选项为需要修改的参数；CreationFlags指出某新建\修改线程是否立即执行；调用ResumeThread函数将Create-suspended挂起的CreationFlags线程唤醒。ThreadId为变量参数函数，Delphi函数是保证每个线程在运行时，其相应的ID是惟一的。

此外，在利用Delphi7.0编程时，还需要注意各线程间的同步和互斥问题。多线程并行运行时，常常会导致部分共享资源产生冲突。为避免冲突的发生，将共享资源设为多线程同步访问即可；共享资源的同步访问也有利于各线程独立代码的顺利执行，避免死锁等多种程序设计问题。

3、发电厂电气自动化控制系统的数据采集模块技术应用

发电厂电气自动化控制系统的主要数据采集有模拟量数据、数字量数据和电能量数据，各个数据参量的类型和数量在各个线路中不同。

3.1模拟量数据的采集

模拟量数据主要有各路母线电压、线路电压、有功功率、电流频率、线路电流、无功功率，以及主变压器的电流、有功功率和无功功率等参数。在交流电路中，数据采样的方法是通过采集某个电流周期内的N个交流电压、电流信号瞬时值，经过A/D转换和运算得到被测电压的有效值。

3.2数字量数据的采集

需要采集的数字量数据有断路器的状态、隔离开关状态、同期检测状态、继电器保护动作信号、运行报警信号等。断路器和隔离开关的状态数据由各自触点的位置产生。为避免因触点接触不良产生误差，在回路中施加较高的电压，通过配置RC滤波电路和可靠的隔离措施消除干扰。

QF为断路器常闭触点，当断路器通路时，QF触点断开，继电器K开路，输出高电压信号，数据采集器得到的信号为“1”；当断路器短路时，QF触点闭合，继电器K闭合，输出低电压信号，数据采集器得到的信号为“0”。

3.3电能量数据的采集

电能量数据为有功电能和无功电能。模拟量数据、数字量数据和电能量数据都是通过数据传输模块传输至数据采集系统的。数据采集系统实时记录发电厂内的模拟量数据、数字量数据和电能量数据，将信号通过传输通道传输到上层应用系统，得到上层应用系统的控制命令后，将其转换成其它控制模块可识别的信号，从而时间数据采集末端与工作末端的通信。

4、发电厂电气自动化控制系统的数据传输模块技术要点

发电厂电气自动化控制系统的数据传输模块采用多通道数据传输模式，该模块的功能包括能够处理各种数据的类型、性质、传输目的地等不同的参数，以及完成数据的分析后，将数据发送至发电厂电气自动化控制系统应用平台。

为提高数据传输系统的工作效率，在保证数据传输稳定性的条件下降低数据传输的网络环境要求，首先在数据经过通信模块后，就进入数据分析系统，将数据分类后打包，经过各类数据专用的传输通道进行传输，从而达到各通道间数据传输的独立性。

结束语

综上所述，在发电厂控制系统中利用现代的计算机技术、电子技术、信息处理技术和网络通信技术，开发出一套具有自主知识产权的发电厂电气自动化控制系统，可以实现发电厂全部运行设备的遥测监控、数据测量和联网运转的国产化，为发电厂的安全稳定运行、提高生产效率、降低发电成本提供支撑平台。

参考文献

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[2]高广森.发电厂电气自动化控制系统软件模块技术分析[J].中国机械，2014

[3]魏世泉.论述发电厂电气自动化控制系统的设计[J].建筑工程技术与设计，2017