對電廠DCS自動控制系統的運用淺析

鄒青

【摘 要】在發電行業不斷的發展信息化建設和不斷的提高綜合的自動化水平，越來越多的火電廠被迫開始利用現代化的技術發展自己的產業，并且能夠運用這個產業系統來加強生產過程中的安全性和提升生產效率，以及將全廠的多種分散的控制系統和廠內的總控制系統進行資源共享，所以建設一個大規模的監控信息系統（SIS）是許多火電廠首先要做的。在火電廠中運用這種系統可以提升電廠系統的安全系數，提高電廠系統的自動化水平，從而把浪費進一步降低。這篇文章結合公司實際情況，根據實例分析介紹了DCS控制系統的運行以及應用問題。

【關鍵詞】DCS；自動控制；系統；運用；分析

0 前言

在不斷的發展DCS控制技術的情況下，近幾年DCS的價格在不斷下降但是性能和控制技術卻在不斷提高，所以它在自動控制系統中的前景會變得越來越好。由于DCS的優越性能和廉價的成本，許多小型電廠中也開始應用DCS，由此可見，分析研究DCS系統的應用具有非常重要現實意義的。

1 DCS的組成及自動的控制系統

DCS是由MCS和DAS兩部分組成的自動控制系統，它是（ Di stri buted Control System）的英文縮寫，這兩部分分管不同的功能，控制模擬量的是屬于MCS部分，而相對與DAS來說，實時監測參數的則是屬于DAS部分。操作員站屬于DCS的模擬控制部分并且是由工業微機配以外的設所構成的，通常情況下組成它的軟件是集歷史庫管理、追憶庫管理、報表打印、圖形顯示、報警顯示、圖形會話、報警管理等功能于一體的HS2000軟件，這款軟件是一種專門用于實時監控的軟件，這就使得是的操作員站具有了極高的可靠度。在操作員站和工程師站不僅都配帶HS2000軟件包還共用一個計算機，可以實現供用戶應用系統的使用組態 現場控制站相比于另外兩個站而言，是DCS系統具體完成現場測拉的重要站點，專用機柜、主控模塊、電源模塊以及智能 I /O 模塊組成了現場控制站。它主管處理交換信號、控制以及處理運算，這是現場控制站不同于另外兩個控制站的地方，也是它的主要特點。當然了，DCD除了具有DAS和MCS外，DCS還具有安全監測爐膛（FSSS）和控制順序（SCS）兩個系統，這兩個系統相對簡單，所以在此就不作解釋。

2 DCS 具有的特點

2.1 可靠性極高

DCS可以對不同每臺計算機進行獨立的操作得益于它的控制系統的功能是獨立分散在每臺不同的計算機上。正是由于在結構方面DCS采用了這種容錯設計，所以當一臺計算機出故障時，其他計算機還可以正常工作，不會受到任何牽連，并且系統中其他的功能也不會受到絲毫影響。因為每臺計算機在DCS系統中只是做比較簡單的任務，所以每臺計算機上的軟件和結構都有所不同，每臺計算機都有獨特的部分，這樣便極大的提高了每臺計算機的可靠度。

2.2 極高的開放性

DCS系統的特點是標準化、模擬化、系列化和開放式，在DCS系統中計算機之間是通過局域網進行通信與信息傳輸的，并且可以隨時的不斷的進行改變系統功能和擴充系統功能。正是由于這種特點使得在新增加計算機的卸下和接人時非常的方便快捷，并且還不會影響其它計算機工作，這樣就減少了系統工作時出現的問題。

2.3 具有靈活性

為了更快捷方便的構建控制系統，利用組態軟件可以將不同流程進行不同的軟硬件組態，將控制信號和測量信號聯系起來，利用圖形庫和控制算法庫制造出一個可以實時監控并且當發生故障時可以及時報警的畫面，呈現在計算機上。系統越靈活就能使其使用就越便捷，系統的效果也會被更好的保障。

2.4 維護簡單

因為DCS 系統采用的并不是大型計算機，而是小型或專用計算機，所以它的維護十分簡單，使用也很方便，當計算機或其某部分出現問題時，在線進行及時的更換就不會對整個系統的運行產生影響，并且還可以及時的修復和迅速解除故障。

2.5 工作協調性

各工作站之間的信息的共享和進行數據的傳輸是通過通信網實現的，這樣可以優化系統的總體功能，協調相關工作。

2.6 齊全的控制功能

DCS控制系統有著豐富的控制算法，它將批處理控制、連續控制、順序控制集合在一起，融合了自適應、前饋、串級還有預測控制等先進控制，這樣就使一些特殊的算法可以更方便加入。

3 運用分析電廠的自動化DCS控制系統

3.1 在控制方面是DCS系統的應用

主控機是由CRT、計算機和外圍設備組成，把主控機安裝在主控室里，系統的操作指導、實時參數和運行狀態，都是由CRT顯示以及提供報告。與之同時，報告還能夠單獨或同時被CRT提供。當模擬量超過規定指標時，CRT就會顯示報警同時將相應的信息打印出來，所以CRT對電廠報警系統有著極大的作用。比如說我公司的鍋爐就可以采用DCS系統來自動控制鍋爐的有關參數的運行。鍋爐的最終作用是在確保源經濟運行和鍋爐安全的情況下，向汽輪機源源不斷的提供合格的蒸汽，以滿足外界的需求，而在這一過程中鍋爐的穩定性以及運行參數和運行狀態的指導依靠的就是CRT系統?，F場控制級則主要由PLC與檢測裝置組成，PLC不僅能控制設備還可以進行與上位機的通信。PLC控制著由顯示板、斷路器、大功率接觸器組成的電機控制裝置，這種裝置能控制電機，進而控制溫度、壓力、流量等其他量。

3.2 在通訊部分DCS系統的應用

DCS系統在通訊方面的工作方式是主從式的，就是把現場監控和網絡操作兩個不同的單元分別叫做從站和主站，通信由主站發出，只能發向任意的一個從站并與之相互通信，絕對不允許直接通訊發生在兩臺從站之間，如果需要主站中轉通信，那么現場監控單元內部就需要一個RS-485的通信卡，然后使用PC總線接插板技術來進行通信。為了使系統更加穩定，通信卡都要通過電源和光電隔離技術來使外界干擾變強。就拿我們公司來說，在氣機運行的過程當中，冗余的交換機就是采用實時通信網來進行配置的，工程師室、機爐電子間、集控室等車間的通信統一就是通過網線實現的，有了交換機全部站點都可以通過它直接上網，這種分布式的控制系統就變得比較完整且統一。

3.3 DCS具有的優勢

1）DCS統最值得一提的優點是它有非常多的微處理器，從而能夠使系統變得分散，這種處理器的控制范圍可以精確到很小，所以對每個小范圍的任務就能很容易的控制，另外因為有著龐大數目的處理器，所以可以覆蓋到全部區域。由于是并聯的結構，所以當某個區域出問題時，整個系統的運行卻不受影響。

2）DCS系統還有一個優點就是他可以將控制表盤的長度和控制室的尺寸減小，這樣一來，控制系統所需的各種設備和電纜的數量也隨之減少，從而提高了工作效率，同時減少了設備的成本。與此同時隨著先進技術的使用，電廠對設備廠商的依賴性大大降低，其本身的獨立性得到提高，另外培訓儀器控制人員產生的費用也大大減少。

4 結束語

如上所說，由于DCS系統的運用和引用，部分電廠電氣的自H動化將會被實現，并且共享電廠的信息資源也會被實現，這樣在自動化水平上整個電力系統就會邁上更高的舞臺，DCS系統的生產的安全性和可靠性得到了很大程度的提高，也大大增強了電廠在所處行業的競爭力。

【參考文獻】

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[2]田永豐.提升電廠DCS系統可靠性與抗干擾性的措施[J].企業技術開發，2013（09）.

[責任編輯：王偉平]