基于分布式控制系统的大型电机监测系统

基于分布式控制系统的大型电机监测系统向少军（广州黄埔发电厂，广东广州５１０７３１）【摘要】文章介绍了一种基于分布式控制系统的大型电机监测系统，实现了对大型电机电枢电流、电枢电压、励磁电流、温度、转速等各项参数的实时监测，从硬件设计和软件设计两方面阐述了该系统的构成及原理。

【关键词】分布式控制系统（ＤＣＳ）；大型电机监测系统；可编程逻辑控制器（ｐｌｃ）【中图分类号】ＴＭ３０７【文献标识码】Ａ【文章编号】１００８－１１５１（２００６）０４－０１０５－０２大众科技ＤＡＺＨＯＮＧＫＥＪＩ２００６年第４期（总第９０期）Ｎｏ．４，２００６（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙＮｏ．９０）一、前言电力能源工业是关系我国经济可持续发展的重要基础工业之一，直接影响涉及到国民经济的各个领域。

发电厂的发电机组和电动机组是电能生产和应用的基本装备，因此，及时掌握大型电机的运行状态，对电枢电压、电枢电流、励磁电流、温度、转数等参数进行监测就显得尤为重要。

尽管目前电机的状态参数的监测方法很多，但是可靠性、实时性、经济性始终是设计者和用户关注的主要方面。

可编程控制器（ＰＬＣ）具有高可靠性、高抗干扰、高控制能力、面向生产现场等优秀性能，可以充分满足电机运行状态参数的采集、监测和控制的需要，同时考虑到大部分电厂已安装分布式控制系统ＤＣＳ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）平台。

分布式控制系统（ＤＣＳ）是一种分散控制、集中信息管理系统，功能强大，控制性能可靠，故系统充分利用了这种现有的资源配置。

本文将介绍一种基于分布式控制系统（ＤＣＳ）和ＰＬＣ的大型电机监测系统。

二、分布式大型电机监测系统的组成和工作原理分布式控制系统ＤＣＳ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）可设置系统运行参数、校时、进行事件记录管理，可读取数据集中器中存储的实时数据和历史数据，进行存储记录和分析处理，制作图形、报表并打印输出。

整个监控系统采用分层分布式结构分成主控级和现场控制级两层，用ＲＳ－４８５网连接，系统结构框图如图１：图１分布式大型电机监测系统的构成图（一）主控级监控系统主控级监控系统由计算机（上位机）、人机接口、外围设备组成，安装在发电厂的控制室内，主要实现对发电厂大型电机的运行状态集中监视和控制。

主控区由硬件和软件组成，其中硬件由工控机、交换机、报警卡等组成；上位机软件采用美国Ｂｏｒｌａｎｄ公司产品Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ，它采用Ｃ＋＋语言作为开发语言，是一个功能强大的、面向对象的可视化开发工具，可开发人机交互界面非常友好的监控图形界面，可通过直观生动的图形画面来监控发电厂的大型电机的运行状态参数。

（二）现场级监控系统现场控制级主要由ＰＬＣ、检测装置、电机控制柜等组成。

其中ＰＬＣ采用西门子公司Ｓ７－３１５系列，其作用是通过应用ＳＴＥＰＴ－Ｍｉｃｒｏｗｉｎ３２软件编写程序，实现对发电厂各电气设备状态控制以及与上位机通讯，把采集的各部位信息实时反馈给上位机；电机控制装置主要由大功率接触器、断路器及显示板组成，其控制电路由ＰＬＣ控制，实现电机正反转，从而实现对流量、水位、压力、温度等控制，且可显示各参数值。

监测系统主要监测电枢电压、电枢电流、励磁电流、温度、转速等。

这几个参数反映了电机的实际运行状态，掌握了这几个参数也就掌握了电机的运行状态。

现场监控系统的工作原理图如图２所示：图２现场ＰＬＣ控制原理流程图从现场采集的大型电机的各种运行参数信号先经过变送箱处理成为控制系统能够识别的模拟量，变送箱实质上是内置了很多转换模块，它把现场和主控区分隔开。

这些模拟信号再传输到监控系统，进入Ａ／Ｄ板卡，Ａ／Ｄ板卡采用的是单端３２路光隔离板卡，转换精度为１２位。

然后，在ＰＬＣ的控制下进行数据的采集、处理，通过与计算机的串行通信，实现大型电机各运行参数的ＤＣＳ控制。

在此强调一点，在系统中有一个很关键的数值精度问题，它直接反映了数据准确程度，所以选择合适精度的模块是很重要的，要求精度高的测控系统一定要选择高精度的模块。

对于精度要求不是特别高的场合，１‰的精度就可以满足测量的要求了。

（三）主控级与现场控制系统之间的通讯在分布式监控系统（ＤＣＳ）中拥有大量的分布在工业现场各处的现场监控单元（站），负责对现场数据的采集与监测，这些现场监控单元之间以及现场监控单元与上位机之间都有大量的数据与信息需要交换，以完成复杂的监测和控制功能，继而实现远程监控，所以需要有高质量的通信线路（下转第１１１页）【收稿日期】２００６－０１－１６【作者简介】向少军（１９７３—），男，广州黄埔发电厂电气工程师，硕士。

（上接第１０５页）将它们连接起来，实现大量数据的可靠传输。

ＲＳ－４８５作为一种结构简单、使用灵活的串行总线，具有支持多节点、远距离传送和接收灵敏度高的特点，在现场具有较高的应用价值。

因此在本系统中，主控级和现场控制系统之间以ＲＳ－４８５串行通信网络传输数据。

三、实施效果与结论目前，该基于分布式控制系统（ＤＣＳ）的大型电机监测系统已经应用于现场实践，经过近六个月的试运行，证明该系统运行稳定可靠，图形、曲线显示直观，达到了监测电机运行状态的目的。

对大电机加装监测系统，监测电机的电枢电压、电枢电流、励磁电流、温度、转数，使其在正常稳定的参数下运行，保证了生产的连续性，同时系统具有良好的用户界面，集实时数据显示、分析和事故预报于一体，因此也使大型电机的维护、检修由计划检修模式、事故抢修模式变为预防性检修模式，既可减少不必要的检修费用支出，又避免了大型电机的事故发生，为电力能源行业提供新的技术支持，值得推广应用。

【参考文献】［１］李先彬．电力系统自动化（第四版）［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００４．［２］陈立建．电气控制可编程控制器［Ｍ］．广州：华南理工大学出版社，２００１．［３］刘湘平，孟玉禅．发电机、变压器类电力设备状态监测与故障诊断［Ｊ］．广东电力，２００４，１７（４）．得直接办理资金收付及填制记账凭证等业务；需经授权或批准后方能办理的业务在未经负责人授权或批准之前，执行人不得办理该业务；财务印章、银行预留印章应由财务负责人、稽核人和经办人分管，不得将其交由一人保管；会计和出纳岗位必须分开，会计只对本岗位的业务进行核算，不得兼办该业务的货币资金收付业务；出纳不得兼任稽核、会计档案保管和收入、支出、费用、债权债务账目的登记工作，不得兼办会计核算业务。

稽核人员不得兼管货币资金收付和记账报账业务等（二）资金收支控制的几个关键环节应抓好银行开户环节控制和收入存款环节控制。

按照中国人民银行关于银行账户管理办法的规定和各项资金管理的要求开设账户，银行开户应经单位负责人批准，不准擅自开户。

银行户头要保持稳定，若需变动须经单位负责人批准。

关于收入存款控制，凡属单位的资金除国家规定应由有关部门单独管理的外，其余资金应由财务部门统一管理，收入款项要及时上交财务部门，其他部门不得私收私存；财务部门对于收到的款项应及时存入规定的账户，坚决禁止私设“小金库”。

资金支出业务中应主要抓好支出计划环节控制和支出审批环节控制。

资金支出计划应按支付项目、收款单位等编制，其中对拨款计划应确定拨付的时间和金额。

年度资金支出计划应经单位负责人批准，月度资金支出计划应经财务负责人批准。

对于各种拨款，应依据单位负责人或财务负责人批准的月度资金支付计划进行拨付，经批准的月度支出计划在正常情况下应严格地执行，遇有特殊情况时应按例外原则处理；对机关本身发生的费用应以单位负责人批准的凭据进行支付。

（三）业务处理程序和标准对资金收支业务来说，通常有计划、审批、收支、稽核等程序；对会计核算业务来说通常有审核原始凭证、设置账户、填制记账凭证、登记会计账簿、财产清查、编制会计报告等程序。

高速公路公司资金收支业务主要有通行费收解业务、高速公路基础设施维护资金拨付及报批业务、高速公路基础设施建设资金筹措和拨付报批业务、经费领拨、支出和报批业务、预算外资金收支业务等。

高速公路公司的财务部门应当根据《会计法》和财务制度的规定及内部管理制度的要求，对每一类会计业务规定明确具体的业务处理程序。

高速公路公司的财务部门应当根据国家统一会计制度和财务制度及内部管理要求制订业务处理标准或规范。

会计业务处理标准主要包括：应执行的会计制度、应执行的财务管理规则、业务处理程序、会计核算基础工作等。

高速公路公司的会计核算业务量大，资金种类多，管理要求严，政策性强。

对每一类会计业务国家都规定了相应的会计核算办法，对每一种资金国家都有相应的财务管理规定，财务人员应按规定进行核算和管理。

高速公路公司多为上市公司，其会计核算必须符合《会计基础工作规范》的要求。

不论是自制原始凭证的设计与传递、会计账务处理、财产清查和会计报告编制，还是会计核算资料和会计档案管理等都应当规范完整。

财务会计机构在对外编报会计报告的同时，应当设置和定期编报本部门的财务会计报告，以供单位领导和财务负责人了解和掌握本部门各项资金的收付和结存情况、有关计划的执行情况。

（四）稽核与监督稽核应以财经纪律、内部控制制度、经批准的资金收支计划等为依据，对财务收支和会计资料进行审核。

日常业务审查的重点应是会计凭证和会计账簿。

在会计凭证审查中应注重原始凭证的审查，在会计账簿审查中应注重银行存款收支及结余的审查。

在日常审查的基础上定期审查会计报告，审查时既要审查每一笔资金收支业务的真实性、手续凭证的完备性、业务处理的合规性、账簿和报表数据的正确性，也要审查单位总体的财务状况，注意检查资金的流量和流向，评价单位的资产负债情况、预算或计划的执行情况、各项借款合同的履行情况等。

在核对账目方面，在账实核对、账账核对、账证核对、账表核对中要注重银行存款账目和银行对账单的核对，有价证券账目和有价证券实有数的核对，借款合同与借入款项的核对，资金拨付数与资金支出计划的核对，往来款项与债权、债务方定期核对等。

在财务部门内部稽核的基础上，高速公路公司应定期接受内部审计部门和国家机关等监督部门的审计和监督，认真纠正发现的问题，保证财务管理和会计核算真实合法。

因此高速公路公司必须建立健全有效的内控框架，从控制环境入手，建立符合现代企业制度的组织结构，加强董事会的职能，塑造企业文化，提高管理者与员工的综合素质，完善对管理者和员工激励机制。

加强风险评估，完善内部审计制度。

做到既相互牵制又相互协调，从而在保证质量、提高效率的前提下完成经营任务，确保国有资产的保值增值，防止贪污腐败现象的滋生，促进国民经济持续稳定健康发展。

【参考文献】［１］毛宝祥．交通管理单位内部会计控制浅议［Ｊ］．交通财会，２００１，（９）．［２］蒋宗传．我国上市公司内部控制制度探讨［Ｊ］．交通财会，２００４，（１１）．［３］刘文成．营造控制环境切实实施会计控制［Ｊ］．交通财会，２００４，（１１）．。