電站DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

林信桐+劉煦

摘 要 在電站的發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中，DCS控制系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用了很長時(shí)間，也十分的廣泛。本文介紹了DCS系統(tǒng)及其組成，發(fā)展的歷程以及發(fā)展前景，就DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，希望能夠促進(jìn)DCS控制系統(tǒng)的改進(jìn)與發(fā)展，以便更好的滿足電站的發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞 DCS；控制系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號(hào) TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）164-0213-02

1 DCS控制系統(tǒng)組成

DCS控制系統(tǒng)通常由人機(jī)接口、現(xiàn)場(chǎng)控制站、通訊網(wǎng)絡(luò)等3個(gè)基本部分組成，基本結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

1.1 人機(jī)接口

人機(jī)接口指的是計(jì)算機(jī)和人之間通過輸入和輸出設(shè)備進(jìn)行信息的交換，并建立聯(lián)系。其中包括的設(shè)備還有服務(wù)器、工程師站以及操作員站，它們每個(gè)站中又包括一些硬件設(shè)備例如：顯示器、鍵盤鼠標(biāo)、打印機(jī)等。不同的廠家這些配置也是千差萬別的，共同點(diǎn)就是這些設(shè)備必須要在供電的情況下才能運(yùn)行。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)控制站

現(xiàn)場(chǎng)控制站，是DCS控制的重要組成部分，也就是我們常說的機(jī)柜?，F(xiàn)場(chǎng)控制站的組成較為復(fù)雜，由控制運(yùn)算處理的單元、開關(guān)量輸入與輸出單元和模擬量單元，以及特殊處理單元組成，主要功能是完成生產(chǎn)中的具體控制方案。

1.3 通訊網(wǎng)絡(luò)

通訊網(wǎng)絡(luò)是DCS控制系統(tǒng)的重要支柱，它把現(xiàn)場(chǎng)控制站和人機(jī)接口連成一個(gè)系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)的整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都需要供電的，由光纖、交換機(jī)、通信模塊、光纖收發(fā)器等組成，具有以下特點(diǎn)：快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，極高的可靠性，適合在惡劣環(huán)境下工作，適應(yīng)DCS控制系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。

2 DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程

20世紀(jì)70年代中期，日本的橫河公司、美國的霍尼韋爾公司最早開發(fā)出DCS控制系統(tǒng)并投入到工業(yè)使用中，自此以后包括FOXBORO，ROSEMOUNT，BAILEY，YAMATAKE等公司相繼研發(fā)生產(chǎn)DCS控制系統(tǒng)。1985年，我國引進(jìn)成套的發(fā)電機(jī)組，并配置多套進(jìn)口DCS控制系統(tǒng)，進(jìn)行試點(diǎn)試驗(yàn)，經(jīng)過幾年的消化、創(chuàng)新，第一套全功能的汽輪機(jī)數(shù)字式。電液控制系統(tǒng)（DEH-III系統(tǒng)）與引進(jìn)技。術(shù)生產(chǎn)的300MW汽輪機(jī)配套。1990年1月通過國家鑒定，并在漢川電廠投入使用。隨后，發(fā)展越來越迅速，國內(nèi)“新華公司”“和利時(shí)”“浙大中控”等。公司都相繼開發(fā)并生產(chǎn)了國產(chǎn)化的DCS控制系統(tǒng)[1]。DCS控制系統(tǒng)發(fā)展的3個(gè)階段如表1所示。

3 DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

3.1 開放性

DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有標(biāo)準(zhǔn)化。、開放式、系列化和模擬化的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，利用局域網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信，并且逐漸的改進(jìn)、完善系統(tǒng)的功能等方面。在不影響其它計(jì)算機(jī)工作的前提下，在局域網(wǎng)中新接入、卸下計(jì)算機(jī)，并且保證系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候不會(huì)發(fā)生意外[2]。

3.2 可靠性

DCS控制系統(tǒng)的功能分散在不同的電腦中、個(gè)個(gè)計(jì)算機(jī)單獨(dú)操作，不受其它計(jì)算機(jī)的影響。DCS控制系統(tǒng)的可靠性主要體現(xiàn)在它采用了容錯(cuò)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，這樣一來，當(dāng)其中的一臺(tái)電腦的發(fā)生故障的情況下，避免對(duì)其它電腦產(chǎn)生影響，更加不會(huì)影響到電腦本身的其它部件[3]。對(duì)于DCS控制系統(tǒng)來說，個(gè)個(gè)電腦的任務(wù)不是一樣的，相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。

3.3 靈活性

使用組態(tài)軟件可以為不同的流程。應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行不同的軟件和硬件的配置，使測(cè)量與控制信號(hào)的聯(lián)系更加緊密，將基本圖形調(diào)用到控制算法的圖形庫和選擇庫中去，可以更方便的完成控制系統(tǒng)的建設(shè)。能夠使靈活的系統(tǒng)更加方便的被使用，且還能保證良好的應(yīng)用效果[3]。

3.4 易于協(xié)調(diào)、維護(hù)

每個(gè)工作站之間能使用通信網(wǎng)絡(luò)來傳輸不同數(shù)據(jù)，共享所擁有的消息，優(yōu)化系統(tǒng)的整體功能，還可以配合相關(guān)工作。DCS控制系統(tǒng)較其它控制系統(tǒng)的區(qū)別在于，它使用的是相對(duì)較小的特殊計(jì)算機(jī)或微型計(jì)算機(jī)，它維護(hù)起來比較簡(jiǎn)單，使用起來比較容易，在當(dāng)?shù)鼗螂娔X故障，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作，這樣就可以在線及時(shí)更換，解決故障，排除風(fēng)險(xiǎn)。

4 DCS控制系統(tǒng)安全性分析

DCS控制系統(tǒng)安全性主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：在物理方面，主要在于環(huán)境安全和硬件設(shè)備方安全。環(huán)境的溫度、濕度、通風(fēng)情況等等都會(huì)影響到元件的使用壽命，還可能會(huì)影響到工作人員的正常操作。設(shè)備安全就包括設(shè)備的防損壞，無論是人為的還是非人為的，防盜、防輻射、防鼠等。還需要儲(chǔ)備備用硬件，提高工作人員的正常操作使用知識(shí)和安全意識(shí)；在網(wǎng)絡(luò)安全方面，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)信息的安全，包括身份資料等個(gè)人的隱私、傳輸數(shù)據(jù)的完整性和機(jī)密性、遠(yuǎn)程訪問的安全。尤其是在接入互聯(lián)網(wǎng)之后，網(wǎng)絡(luò)安全問題就變得更加的重要，安裝殺毒軟件、安全衛(wèi)士、防火墻等等措施將DCS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)隔離開來，防止信息的流失、盜用，造成損失。在日常管理方面，首先操作人員必須經(jīng)過嚴(yán)格的考試篩選之后才能被擬錄用，需要有相應(yīng)的資格證書。還需要對(duì)新招的員工進(jìn)行培訓(xùn)，提高操作人員的技術(shù)培訓(xùn)的強(qiáng)度和技術(shù)水平，加強(qiáng)操作人員在安全方面的培訓(xùn)，加強(qiáng)操作人員安全意識(shí)防范。其實(shí)日常的檢查與記錄是很重要的，定期檢查，作好記錄并存檔存盤，有異常問題及時(shí)匯報(bào)處理解決，防止危害的發(fā)生。？

5 結(jié)論

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力工業(yè)在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占很大的比重，DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，在電站運(yùn)行過程中也起著極其重要的作用，所以DCS控制系統(tǒng)必須要安全可靠，在此基礎(chǔ)上解決速度和操作方便等問題，以便于更好的滿足電站的發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)

[1]楊松柏，方坤，余學(xué)康.DCS集散控制系統(tǒng)安全性淺析[J].儀器儀表用戶，2016，23（2）：22-24.

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[3]張璐璐.DCS控制系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用和改進(jìn)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（3）：76-78.