第二章 发电厂计算机监控系统的基本分类

本章主要了解电厂计算机监控系统的各种分类方法，各自的特征、适用范围，以及对

计算机监控系统的基本要求。

第一节发电厂计算机监控的基本类型及其特点

在生产过程自动化领域中，计算机的使用已十分广泛。从计算机监控系统发展的实

践情况来看，其使用目的、使用方式、实现方式是多种多样的。因此，计算机监控系统的分

类方法也很多，一般可按系统的结构模式、使用计算机的种类、控制方式、控制规律、控制

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表2—1中各项自左至右，技术水平是由低级到高级，或说从当前水平到更先进的水

平；同时各栏之间也可按用户的不同要求可交叉选用。

一、按计算机在发电厂监控系统中执行的功能分类

按照计算机在电厂监控系统中所执行的主要不同功能来分类，计算机监控系统有数

据采集和处理系统、直接数字控制系统、操作指导控制系统、监督控制系统、多功能分级控

制系统。

(一)计算机数据采集监视系统(DAS)

计算机数据采集监视系统常称DAS(Data Acquisition System)。计算机在数据采集处

理时，主要对电厂生产过程大量的物理参数(包括电量和非电量)进行巡回检测、数据记

录、数据计算、数据统计和处理、参数的越限报警及对大量的数据进行积累和实时分析，并

将结果以表格或图形形式显示在显示屏(CRT)上，定时通过打印机打印一些重要参数

(如图2—1所示)。同时，还可以根据提取的事故发生前的运行数据，指出机组运行的发展

趋势。此外，通过数据采集建立起来的数据库还可以进行自动操作和作为控制的依据。

严格地说，DAS不属于计算机控制的范畴，这种使用方式中，计算机不直接参和电厂

的生产过程控制。但是，任何计算机控制系统都离不开数据的采集和处理，它是计算机监

图2—1计算机数据采集监视系统

控系统的基本功能，使用计算机对生产过程运行参数进行采集和必要的处理，是计算机在

工业生产过程中使用的一种最初级、最为普遍的形式。DAS是计算机控制系统的基础和

先决条件。

如图2—1所示，DAS系统对电能生产过程中的各种参数进行收集、巡回检测，并将所

测参数经过程输入通道采入计算机。然后，计算机根据预定的要求对输入信息进行判断、

处理和运算，需要时以易于接受的形式向运行人员屏幕显示或打印出各种数据和图表。

当发现异常工况时，系统可发出声光报警信号，运行人员可据此对设备运行情况集中监

视，并根据计算机提供的信息去调整和控制生产过程。系统还具备大量参数的存储积累

和实时分析功能，可保存有关运行的历史资料，通过研究各种不同情况下的生产过程，还

可以建立或改善电能生产过程的数学模型。例如水电厂水情测报、大坝观测、梯级水电站的经济调度等过程，可以通过DAS系统进行采集参数、集中监视、逻辑判断、分析运算、加工处理，最后显示表达和储存，计算机再根据所采集到的有关功率和频率等信息，按最优

准则，实时地计划应开机组台数，提出各台机组负荷最佳分配的数据。再如报警，它可根

据有事件发生前的某一瞬间对运行在一段时间的变化规律进行自动分析，来预测未来发

展趋势，提出预防性措施，如安排停机检修等。

计算机数据采集监视系统的一个优点是比较灵活和安全，它使运行人员能随时了解

电厂生产过程的状态，并可根据自己的判断对计算机系统提供的操作信息有选择地采纳，

对保证生产过程的安全、经济运行，简化仪表系统的设计和布置，减轻运行人员的劳动强

度等有着重要的指导意义，其使用极为广泛。

(二)直接数字控制系统(DDC)

计算机直接数字控制(Direct Digital Control，简称DDC)系统，是由计算机或以微处理

为基础的数字控制器取代常规模拟控制器，直接对生产过程进行闭环控制的系统，如

图2—2所示。

直接数字控制系统是计算机在工业使用中最普遍的一种方式。它是以对生产过程的

实际测量值和给定值相比较的偏差值作为计算机的输入，计算机按照规定的控制规律(inPID控制规律)所描绘的数字模型进仃运，鼻，计算出控制重后糯出作用仕帆仃7{：lq：X2。

在DDC系统中，计算机不仅可完全取代模拟调节器，实现对生产过程的控制，还可以

实现最优化控制和多回路的PID调节，并具有结构简单的优点，而且不需要改变硬件，只

需通过改变软件就可以有效地实现较复杂的控制算法。一般的DDC系统有一个功能齐

全的运行操作台，给定显示、报警等集中在此控制台上。例如水电站自动化采用DDC系

统可以用来完成如下的功能：①作为调速器，对水轮发电机组进行有功和频率的调节；

②作为励磁调节器，对机组无功和励磁电流进行调节；③进行同期并列操作；④对运行