從廣義上講它應(yīng)該稱為計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)(MCS)，習(xí)慣上稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)。 所謂計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為核心對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全工況開(kāi)環(huán)監(jiān)視的系統(tǒng)，是發(fā) 電機(jī)組起停、.正常運(yùn)行和事故工況下的主要監(jiān)視手段。采用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行數(shù) 據(jù)采集，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算和邏輯分析能力實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的監(jiān)視、提示、記錄等，可以為 運(yùn)行操作提供指導(dǎo)，提高機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

一、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展概況

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)經(jīng)歷了模擬顯示向數(shù)字處理、顯示、存儲(chǔ)發(fā)展的過(guò)程，大致可分為單元儀 表、組合儀表、組件組裝儀表、小型計(jì)算機(jī)、微機(jī)分散控制系統(tǒng)5個(gè)階段。在單元儀表階段 里，數(shù)據(jù)采集僅僅將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為獨(dú)立的參數(shù)供運(yùn)行人員監(jiān)視；組合儀表可以把多個(gè)同類參 數(shù)組合到一個(gè)顯示儀表上顯示，雖然大量節(jié)省了監(jiān)視盤、臺(tái)的空間，但僅限于一些輔助及次 要數(shù)據(jù)；到了組件組裝儀表階段，已經(jīng)具備了把多種不同的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算顯示出來(lái)，但 遠(yuǎn)未達(dá)到數(shù)據(jù)處理及儲(chǔ)存的水平。以小型機(jī)為宿主機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用到發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)中是革命性的變革，到了這個(gè)時(shí)期，數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲(chǔ)、打印構(gòu)成了數(shù)據(jù)采集的基 本功能。利用計(jì)算機(jī)的高速處理能力完成事故記錄并計(jì)算機(jī)組的效率已經(jīng)成為可能，但當(dāng)時(shí) 受計(jì)算機(jī)硬件的限制，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性并不高。加之當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)還僅用于數(shù)據(jù)顯 示，使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處于相對(duì)獨(dú)立的地位，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為機(jī)組運(yùn)行的依據(jù)，還遠(yuǎn)未能實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)共享、分布計(jì)算的理想。20世紀(jì)80年代初，由于以微處理器為基礎(chǔ)的微計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)通 信網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，微機(jī)分散控制系統(tǒng)進(jìn)入了機(jī)組自動(dòng)化領(lǐng)域，此時(shí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不僅克 服了小型機(jī)的種種不足，而且在運(yùn)行操作指導(dǎo)、故障分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等方面取得了長(zhǎng)足的 進(jìn)步。_

從熱控技術(shù)的發(fā)展上看.計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是微計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)了發(fā)電過(guò)程 監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。同時(shí)，電力系統(tǒng)的發(fā)展也使分散控制系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景，而作為分 散控制系統(tǒng)組成部分的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也將得到更好的發(fā)展。

二、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

大型火電單元機(jī)組采用多級(jí)網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由分散處理單元、數(shù)據(jù)高速通 道、操作員站、土程師站等人機(jī)接口單元構(gòu)成，如圖11-10所示。

分散處理單元具有數(shù)據(jù)采集和處理功能，可以通過(guò)過(guò)程通道從現(xiàn)場(chǎng)采集各種過(guò)程變 量，并將采集到的數(shù)據(jù)先進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理.然后送到數(shù)據(jù)高速通道。

過(guò)程通道是一個(gè)在生產(chǎn)過(guò)程與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)碾娐贰＿^(guò)程通道 按信息的傳輸方向可分為輸人通道和輸出通道；按信息類型可分為模擬量通道、數(shù)字量通道 和脈沖量通道。模擬量是指隨事件連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、電流、電壓等，模擬量通 常要按比例經(jīng)過(guò)量化和編碼轉(zhuǎn)換成數(shù)字量才能輸入計(jì)算機(jī)；開(kāi)關(guān)量是指只具有兩個(gè)狀態(tài)的過(guò) 程量，如開(kāi)關(guān)的“斷開(kāi)”與“閉合”，信號(hào)的“有”與“無(wú)”等，開(kāi)關(guān)量要經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換和 按計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)進(jìn)行分組才能輸入計(jì)算機(jī)；脈沖量是指隨著時(shí)間的推移周期性重復(fù)出現(xiàn)短暫起伏的過(guò)程量，如轉(zhuǎn)速表輸出的代表轉(zhuǎn)速的一定頻率的脈沖信號(hào)等，計(jì)算機(jī)要對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的 脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)才能知道該數(shù)值的大小。一般情況下，過(guò)程通道包括模擬量輸入(AI)通道、 模擬量輸出(A0)通道、數(shù)字量輸入(DI)通道、數(shù)字量輸出(DO)通道、脈沖量輸人 (PI)通道、脈沖量輸出(P0)通道6種。

高速數(shù)據(jù)通道負(fù)責(zé)分散處理單元和上一級(jí)計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)絡(luò)通信，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的神 經(jīng)中樞，也是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向分布式發(fā)展的基礎(chǔ)。

操作員站從高速數(shù)據(jù)通道上獲取全部信息，經(jīng)復(fù)雜的數(shù)字處理后經(jīng)人機(jī)接口裝置一 CRT、鍵盤(或鼠標(biāo)等其他光電輸入設(shè)備)、記錄數(shù)據(jù)站、打印機(jī)等實(shí)現(xiàn)顯示、打印、備份 等功能，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

工程師站用于系統(tǒng)的組態(tài)和修改，也可作為操作員站的后備。

三、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是機(jī)組起停、正常運(yùn)行和事故處理工況下的主要監(jiān)視手段，通過(guò)CRT顯示和打印機(jī)等人機(jī)接口向操作員提供各種實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)及信息，以指導(dǎo)運(yùn)行操作。數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集與處理、屏幕顯示、打印記錄、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索、性能 計(jì)算等。此外，針對(duì)火電廠的特點(diǎn)和要求，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的壽命管理、能量損耗分析和運(yùn)行 操作指導(dǎo)等高級(jí)處理功能。

1.數(shù)據(jù)釆集與處理

數(shù)據(jù)采桌與處理是由計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)組的各種參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)按一定周期進(jìn)行測(cè)量和檢 查，采入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，以保證采人參數(shù)的正確性和準(zhǔn)確性。一旦發(fā)生參數(shù)越限或設(shè)備 狀態(tài)異常，則以適當(dāng)?shù)男问綀?bào)警。經(jīng)過(guò)采集和處理過(guò)的數(shù)據(jù)還可供性能計(jì)算、報(bào)警分析、機(jī)組自起停和控制等方面使用。

2.屏幕顯示

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是利用CRT顯示屏幕進(jìn)行圖形顯示(如可顯示模擬圖、趨勢(shì)圖、奪 狀圖、曲線圖、成組圖等)、參數(shù)顯示(如一覽表顯示、選點(diǎn)顯示等)以及人機(jī)會(huì)話內(nèi)容的 顯示，每個(gè)CRT屏幕均可將全部過(guò)程變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)，以適應(yīng)運(yùn)行人員 監(jiān)視的方式顯示出來(lái)，屏幕上顯示的內(nèi)容統(tǒng)稱為畫(huà)面。一套系統(tǒng)一般包含若干臺(tái)CRT顯示器，可同時(shí)顯示幾個(gè)不同的畫(huà)面。CRT屏幕顯示己成為實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視的重要工具和人機(jī)聯(lián) 系的主要手段，它可以采用多種生動(dòng)明確的表現(xiàn)形式來(lái)顯示生產(chǎn)過(guò)程中參數(shù)的變化和祅態(tài)。

3.打印記錄

記錄的打印輸出是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能之一，通過(guò)漢字打印可準(zhǔn)確、及時(shí)地打印各種記錄報(bào)表。用計(jì)算機(jī)制表打印代替手工抄表大大減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并為生產(chǎn)過(guò) 程的管理提供準(zhǔn)確的文字資料，以便今后分析、研究和查證。

4.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索

歷史數(shù)據(jù)是機(jī)組運(yùn)行管理的重要依據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要功能之一。存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)的方式有本機(jī)存儲(chǔ)、異機(jī)存儲(chǔ)和分布存儲(chǔ)等。

5.性能計(jì)算

機(jī)組的在線性能計(jì)算功能是利用DCS數(shù)據(jù)共享的優(yōu)勢(shì)，再根據(jù)熱力系統(tǒng)正、反平衡的 方法計(jì)算出機(jī)組主輔設(shè)備的性能，并將結(jié)果用于顯示、打印、存儲(chǔ)、歸檔等。通過(guò)對(duì)單項(xiàng)設(shè) 備乃至全廠效率的監(jiān)視，為運(yùn)行人員和管理人員提供操作和運(yùn)行管理信息。借助于機(jī)組性能 的連續(xù)監(jiān)視，通過(guò)運(yùn)行人員的調(diào)整，可使整個(gè)機(jī)組處于最佳運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

機(jī)組性能計(jì)算的主要內(nèi)容包括廠用電、汽耗、機(jī)組熱耗率、鍋爐效率、汽輪機(jī)效率、發(fā)電機(jī)效率、機(jī)組效率、鍋爐給水泵效率、鍋爐給水栗小汽輪機(jī)效率、凝汽器效率、高壓加熱 器效率、空氣預(yù)熱器效率、汽輪機(jī)壽命管理等。

6.事件順序記錄

機(jī)組運(yùn)行中的事件順序記錄(SOE)功能是指利用事件順序記錄儀(SER)，運(yùn)行人員 可以方便、迅速地確定事故發(fā)生的直接或間接原因，及時(shí)采取措施消除機(jī)組的故障或事故。 SER可分為組件式和獨(dú)立式兩種形式，組件式必須依賴DCS運(yùn)行，獨(dú)立式則可脫離DCS單 獨(dú)運(yùn)行。

SOE可按信號(hào)的重要程度，用不同的分辨率進(jìn)行事件記錄。對(duì)于主燃料跳閘(MFT)、 鍋爐跳閘、汽輪機(jī)跳閘、電氣跳閘、控制電源喪失等一些直接導(dǎo)致機(jī)組故障停機(jī)的事件，不 但需要完整地反映出事件發(fā)生前的所有可能的因素，還要完整地記錄下事件發(fā)生后的操作情況，以便檢驗(yàn)執(zhí)行事故程序的正確性。

四、顯示畫(huà)面

電廠的所有顯示畫(huà)面都存儲(chǔ)在每一個(gè)操作終端的本機(jī)磁盤存儲(chǔ)器內(nèi)，操作終端具有完整 的人機(jī)接口功能。通過(guò)終端總線.操作終端能訪問(wèn)存儲(chǔ)在所有的短期文檔或長(zhǎng)期文檔內(nèi)的數(shù) 據(jù)，從而可以完成電廠中所有的操作和監(jiān)視任務(wù)。

人機(jī)接口通過(guò)功能軟件為全廠提供統(tǒng)一的全圖形用戶界面，具有先進(jìn)的窗口平臺(tái)顯示方 式，它可以通過(guò)不同的顯示方式來(lái)滿足運(yùn)行人員的監(jiān)視要求。

1.顯示畫(huà)面的結(jié)構(gòu)

CRT屏幕(包括大屏幕)顯示畫(huà)面從總體上可以劃分為兩個(gè)區(qū)域，即主要顯示區(qū)域和 屏幕邊框(屏幕頭標(biāo)和屏幕腳注)。

(1)主要顯示區(qū)域。主要顯示區(qū)域位于CRT屏幕中央，是顯示被監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行工況的 區(qū)域，其顯示內(nèi)容可根據(jù)操作人員的要求或運(yùn)行設(shè)備的工況而變化，在主要顯示區(qū)域內(nèi)可以 選擇一種基本顯示以及選擇顯示一個(gè)或若干個(gè)窗口。

(2)屏幕邊框。屏幕邊框由屏幕頭標(biāo)和屏幕腳注組成。顯示形式通常是固定不變的而且不會(huì)被基本顯示的內(nèi)容或窗口所覆蓋。屏幕邊框的內(nèi)容包括了顯示日期、時(shí)間和某些操作按鍵。按鍵用于選擇或取消某項(xiàng)功能或啟動(dòng)某個(gè)操作，由代表操作功能的字母或符號(hào)組成= 按鍵有兩種狀態(tài)，即可操作狀態(tài)和不可操作狀態(tài)。在屏幕頂部所看到的按鍵總是可操作的，當(dāng)?shù)卿浐缶涂墒褂谩Ｆ聊荒_注中的各鍵通常總是可見(jiàn)的，但并不總是可操作的。

2.電廠顯示

通過(guò)管道和測(cè)量圖，電廠顯示系統(tǒng)將電廠的情況全部或部分地顯示出來(lái)，顯示形式包括 狀態(tài)信息、數(shù)字、棒圖、顏色等(如溫度、壓力的顯示及報(bào)警顯示)。為了對(duì)全廠進(jìn)行操作監(jiān)視和故障分析，各種電廠顯示被操作員廣泛地采用。電廠顯示可用于電廠生產(chǎn)過(guò)程全貌、 過(guò)程操作、過(guò)程監(jiān)控和過(guò)程控制信息、故障原因分析。

3.過(guò)程顯示

過(guò)程顯示以曲線、條形圖(棒圖)或特性曲線等形式將運(yùn)行過(guò)程當(dāng)前的或歷史的狀態(tài)顯示出來(lái)。過(guò)程顯示通常采用基本顯示的形式，過(guò)程顯示的分層組織與電廠顯示類似。

4.報(bào)警順序顯示

報(bào)警順序顯示按時(shí)間先后順序列出了系統(tǒng)中出現(xiàn)的報(bào)警情況。最新出現(xiàn)的報(bào)警優(yōu)先顯示 在報(bào)警畫(huà)面的頂部或底部，每一個(gè)報(bào)警點(diǎn)可有6個(gè)不同的優(yōu)先級(jí)，每個(gè)優(yōu)先級(jí)用不同的顏色 顯示該點(diǎn)的標(biāo)簽來(lái)加以區(qū)分。操作員可確切跟蹤以時(shí)間排序的報(bào)警顯示來(lái)分析故障。

在操作員站，通過(guò)一次擊鍵可調(diào)用多頁(yè)的報(bào)警一覽表。報(bào)警一覽的信息以表格的形式顯 示，主要內(nèi)容包括點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)、用途描述、帶工程單位的當(dāng)前值、帶工程單位的報(bào)警限值、 報(bào)警狀態(tài)(高、低)及報(bào)警發(fā)生的時(shí)間。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机数据采集管理系统的结构和功能,计算机数据采集系统简介的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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