對電廠DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)用淺析

鄒青

【摘 要】在發(fā)電行業(yè)不斷的發(fā)展信息化建設(shè)和不斷的提高綜合的自動(dòng)化水平，越來越多的火電廠被迫開始利用現(xiàn)代化的技術(shù)發(fā)展自己的產(chǎn)業(yè)，并且能夠運(yùn)用這個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)來加強(qiáng)生產(chǎn)過程中的安全性和提升生產(chǎn)效率，以及將全廠的多種分散的控制系統(tǒng)和廠內(nèi)的總控制系統(tǒng)進(jìn)行資源共享，所以建設(shè)一個(gè)大規(guī)模的監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）是許多火電廠首先要做的。在火電廠中運(yùn)用這種系統(tǒng)可以提升電廠系統(tǒng)的安全系數(shù)，提高電廠系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，從而把浪費(fèi)進(jìn)一步降低。這篇文章結(jié)合公司實(shí)際情況，根據(jù)實(shí)例分析介紹了DCS控制系統(tǒng)的運(yùn)行以及應(yīng)用問題。

【關(guān)鍵詞】DCS；自動(dòng)控制；系統(tǒng)；運(yùn)用；分析

0 前言

在不斷的發(fā)展DCS控制技術(shù)的情況下，近幾年DCS的價(jià)格在不斷下降但是性能和控制技術(shù)卻在不斷提高，所以它在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的前景會(huì)變得越來越好。由于DCS的優(yōu)越性能和廉價(jià)的成本，許多小型電廠中也開始應(yīng)用DCS，由此可見，分析研究DCS系統(tǒng)的應(yīng)用具有非常重要現(xiàn)實(shí)意義的。

1 DCS的組成及自動(dòng)的控制系統(tǒng)

DCS是由MCS和DAS兩部分組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，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(shí)時(shí)監(jiān)測參數(shù)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(yè)微機(jī)配以外的設(shè)所構(gòu)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(bào)表打印、圖形顯示、報(bào)警顯示、圖形會(huì)話、報(bào)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(shí)時(shí)監(jiān)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(gè)計(jì)算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)供用戶應(yīng)用系統(tǒng)的使用組態(tài) 現(xiàn)場控制站相比于另外兩個(gè)站而言，是DCS系統(tǒng)具體完成現(xiàn)場測拉的重要站點(diǎn)，專用機(jī)柜、主控模塊、電源模塊以及智能 I /O 模塊組成了現(xiàn)場控制站。它主管處理交換信號、控制以及處理運(yùn)算，這是現(xiàn)場控制站不同于另外兩個(gè)控制站的地方，也是它的主要特點(diǎn)。當(dāng)然了，DCD除了具有DAS和MCS外，DCS還具有安全監(jiān)測爐膛（FSSS）和控制順序（SCS）兩個(gè)系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)相對簡單，所以在此就不作解釋。

2 DCS 具有的特點(diǎn)

2.1 可靠性極高

DCS可以對不同每臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行獨(dú)立的操作得益于它的控制系統(tǒng)的功能是獨(dú)立分散在每臺不同的計(jì)算機(jī)上。正是由于在結(jié)構(gòu)方面DCS采用了這種容錯(cuò)設(shè)計(jì)，所以當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)出故障時(shí)，其他計(jì)算機(jī)還可以正常工作，不會(huì)受到任何牽連，并且系統(tǒng)中其他的功能也不會(huì)受到絲毫影響。因?yàn)槊颗_計(jì)算機(jī)在DCS系統(tǒng)中只是做比較簡單的任務(wù)，所以每臺計(jì)算機(jī)上的軟件和結(jié)構(gòu)都有所不同，每臺計(jì)算機(jī)都有獨(dú)特的部分，這樣便極大的提高了每臺計(jì)算機(jī)的可靠度。

2.2 極高的開放性

DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化、系列化和開放式，在DCS系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)之間是通過局域網(wǎng)進(jìn)行通信與信息傳輸?shù)?，并且可以隨時(shí)的不斷的進(jìn)行改變系統(tǒng)功能和擴(kuò)充系統(tǒng)功能。正是由于這種特點(diǎn)使得在新增加計(jì)算機(jī)的卸下和接人時(shí)非常的方便快捷，并且還不會(huì)影響其它計(jì)算機(jī)工作，這樣就減少了系統(tǒng)工作時(shí)出現(xiàn)的問題。

2.3 具有靈活性

為了更快捷方便的構(gòu)建控制系統(tǒng)，利用組態(tài)軟件可以將不同流程進(jìn)行不同的軟硬件組態(tài)，將控制信號和測量信號聯(lián)系起來，利用圖形庫和控制算法庫制造出一個(gè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控并且當(dāng)發(fā)生故障時(shí)可以及時(shí)報(bào)警的畫面，呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上。系統(tǒng)越靈活就能使其使用就越便捷，系統(tǒng)的效果也會(huì)被更好的保障。

2.4 維護(hù)簡單

因?yàn)镈CS 系統(tǒng)采用的并不是大型計(jì)算機(jī)，而是小型或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)，所以它的維護(hù)十分簡單，使用也很方便，當(dāng)計(jì)算機(jī)或其某部分出現(xiàn)問題時(shí)，在線進(jìn)行及時(shí)的更換就不會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，并且還可以及時(shí)的修復(fù)和迅速解除故障。

2.5 工作協(xié)調(diào)性

各工作站之間的信息的共享和進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸是通過通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的，這樣可以優(yōu)化系統(tǒng)的總體功能，協(xié)調(diào)相關(guān)工作。

2.6 齊全的控制功能

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

3 運(yùn)用分析電廠的自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)

3.1 在控制方面是DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

主控機(jī)是由CRT、計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備組成，把主控機(jī)安裝在主控室里，系統(tǒng)的操作指導(dǎo)、實(shí)時(shí)參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，都是由CRT顯示以及提供報(bào)告。與之同時(shí)，報(bào)告還能夠單獨(dú)或同時(shí)被CRT提供。當(dāng)模擬量超過規(guī)定指標(biāo)時(shí)，CRT就會(huì)顯示報(bào)警同時(shí)將相應(yīng)的信息打印出來，所以CRT對電廠報(bào)警系統(tǒng)有著極大的作用。比如說我公司的鍋爐就可以采用DCS系統(tǒng)來自動(dòng)控制鍋爐的有關(guān)參數(shù)的運(yùn)行。鍋爐的最終作用是在確保源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和鍋爐安全的情況下，向汽輪機(jī)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(wěn)定性以及運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的指導(dǎo)依靠的就是CRT系統(tǒng)。現(xiàn)場控制級則主要由PLC與檢測裝置組成，PLC不僅能控制設(shè)備還可以進(jìn)行與上位機(jī)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(jī)控制裝置，這種裝置能控制電機(jī)，進(jìn)而控制溫度、壓力、流量等其他量。

3.2 在通訊部分DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

DCS系統(tǒng)在通訊方面的工作方式是主從式的，就是把現(xiàn)場監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)操作兩個(gè)不同的單元分別叫做從站和主站，通信由主站發(fā)出，只能發(fā)向任意的一個(gè)從站并與之相互通信，絕對不允許直接通訊發(fā)生在兩臺從站之間，如果需要主站中轉(zhuǎn)通信，那么現(xiàn)場監(jiān)控單元內(nèi)部就需要一個(gè)RS-485的通信卡，然后使用PC總線接插板技術(shù)來進(jìn)行通信。為了使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，通信卡都要通過電源和光電隔離技術(shù)來使外界干擾變強(qiáng)。就拿我們公司來說，在氣機(jī)運(yùn)行的過程當(dāng)中，冗余的交換機(jī)就是采用實(shí)時(shí)通信網(wǎng)來進(jìn)行配置的，工程師室、機(jī)爐電子間、集控室等車間的通信統(tǒng)一就是通過網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)的，有了交換機(jī)全部站點(diǎn)都可以通過它直接上網(wǎng)，這種分布式的控制系統(tǒng)就變得比較完整且統(tǒng)一。

3.3 DCS具有的優(yōu)勢

1）DCS統(tǒng)最值得一提的優(yōu)點(diǎn)是它有非常多的微處理器，從而能夠使系統(tǒng)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(gè)小范圍的任務(wù)就能很容易的控制，另外因?yàn)橛兄嫶髷?shù)目的處理器，所以可以覆蓋到全部區(qū)域。由于是并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)某個(gè)區(qū)域出問題時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行卻不受影響。

2）DCS系統(tǒng)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)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(tǒng)所需的各種設(shè)備和電纜的數(shù)量也隨之減少，從而提高了工作效率，同時(shí)減少了設(shè)備的成本。與此同時(shí)隨著先進(jìn)技術(shù)的使用，電廠對設(shè)備廠商的依賴性大大降低，其本身的獨(dú)立性得到提高，另外培訓(xùn)儀器控制人員產(chǎn)生的費(fèi)用也大大減少。

4 結(jié)束語

如上所說，由于DCS系統(tǒng)的運(yùn)用和引用，部分電廠電氣的自H動(dòng)化將會(huì)被實(shí)現(xiàn)，并且共享電廠的信息資源也會(huì)被實(shí)現(xiàn)，這樣在自動(dòng)化水平上整個(gè)電力系統(tǒng)就會(huì)邁上更高的舞臺，DCS系統(tǒng)的生產(chǎn)的安全性和可靠性得到了很大程度的提高，也大大增強(qiáng)了電廠在所處行業(yè)的競爭力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭春秀.DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].河南科技，2013（12）.

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

[責(zé)任編輯：王偉平]