摘要：DCS系統(tǒng)作為一種在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中操作、集中監(jiān)控、集中管理、分散控制的特殊控制技術(shù)，具有包括配置靈活、分級(jí)管理、組態(tài)方便以及性能穩(wěn)定多個(gè)方面的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)生產(chǎn)系統(tǒng)的監(jiān)督控制工作當(dāng)中。文章在對(duì)發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的研究中引入DCS系統(tǒng)，就DCS引入下的主要優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，研究了發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)DCS的主要方法，最后探討了在DCS系統(tǒng)應(yīng)用期間需要關(guān)注的幾點(diǎn)問(wèn)題，望能夠引起各方人員的關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：DCS 發(fā)電廠 電氣控制系統(tǒng) 應(yīng)用

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景之下，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與各個(gè)行業(yè)、領(lǐng)域之間的連接關(guān)系更加的緊密，控制系統(tǒng)的控制水平也有了相當(dāng)顯著的發(fā)展趨勢(shì)?？刂葡到y(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也更加凸顯。從我國(guó)自主研發(fā)和生產(chǎn)的DCS成功應(yīng)用于60萬(wàn)千瓦、100萬(wàn)千瓦超臨界機(jī)組，到首臺(tái)最大容量60萬(wàn)千瓦超臨界循環(huán)流化床機(jī)組DCS的突破，再到被稱(chēng)為核電站“神經(jīng)中樞”的核電站全數(shù)字化儀控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，近年來(lái)我國(guó)DCS實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。與此同時(shí)，電力行業(yè)作為我國(guó)現(xiàn)階段整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展體系中的核心行業(yè)，將對(duì)整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、生活的開(kāi)展產(chǎn)生決定性的影響。為了確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，進(jìn)一步提高電力行業(yè)的運(yùn)行質(zhì)量，就需要從控制技術(shù)的應(yīng)用角度入手，關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)與電力行業(yè)相互結(jié)合的這一問(wèn)題。以發(fā)電廠為例，在發(fā)電廠運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，電氣控制系統(tǒng)在控制性能方面的表現(xiàn)直接影響整個(gè)發(fā)電廠的運(yùn)行管理水平。控制模式上可以通過(guò)機(jī)組DCS系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)主要設(shè)備的全面監(jiān)督控制，由此達(dá)到提高機(jī)組運(yùn)行綜合效率的目的。本文即主要探討DCS在發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題。

1 DCS在發(fā)電廠控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)分析

1.1 DCS系統(tǒng)具有開(kāi)放性特征：從設(shè)計(jì)角度上來(lái)說(shuō)，DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段具有系列化、標(biāo)準(zhǔn)化以及開(kāi)放化的特點(diǎn)，系統(tǒng)通信方式建立在局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)支持下實(shí)現(xiàn)，信息傳輸可靠且高效。在根據(jù)發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)實(shí)際需求對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行擴(kuò)充或優(yōu)化的時(shí)候，由于采取的模塊化設(shè)計(jì)方案，故而可以相當(dāng)便捷的將計(jì)算機(jī)添加至系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中（或者是刪除部分計(jì)算機(jī)），期間不會(huì)對(duì)其他相關(guān)計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。

1.2 DCS系統(tǒng)具有靈活性特征：在DCS系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于組態(tài)軟件而言，軟件、硬件組件可以通過(guò)不同流程應(yīng)用對(duì)象的方式實(shí)現(xiàn)。具體的實(shí)現(xiàn)方式為：確定測(cè)量信號(hào)以及控制信號(hào)所對(duì)應(yīng)的連接關(guān)系，基于控制算法庫(kù)選擇適宜的控制規(guī)律，或者是基于圖形庫(kù)調(diào)用基礎(chǔ)圖形監(jiān)控畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面，由此使得整個(gè)控制系統(tǒng)的構(gòu)成比較簡(jiǎn)單與靈活，可行性高。

1.3 DCS系統(tǒng)具有可靠性特征：由于在DCS系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，各臺(tái)計(jì)算機(jī)分散系統(tǒng)控制功能，并獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，由此要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采取容錯(cuò)設(shè)計(jì)的基本方案。這種設(shè)計(jì)方案下，即便某一計(jì)算機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障，也不會(huì)對(duì)DCS系統(tǒng)整體功能的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生不良影響。除此以外，由于在DCS系統(tǒng)當(dāng)中，各獨(dú)立計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)單一，故而，可以從功能實(shí)現(xiàn)的角度入手，選擇結(jié)構(gòu)、軟件特定的計(jì)算機(jī)裝置，并達(dá)到提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性的目的。

1.4 DCS系統(tǒng)具有功能性特征：在發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)當(dāng)中通過(guò)引入DCS系統(tǒng)的方式，能夠在很大程度上豐富系統(tǒng)控制算法，綜合連續(xù)控制功能、批量處理功能以及順序控制功能的實(shí)現(xiàn)，控制方式上支持前饋式、串級(jí)式、自適應(yīng)式、預(yù)測(cè)式以及解耦式等多種類(lèi)型，且也可根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制要求，將特殊的控制算法引入系統(tǒng)內(nèi)部。

2 DCS系統(tǒng)控制方式分析

在將DCS系統(tǒng)作用于電氣控制系統(tǒng)期間，需要遵循的基本原則為：電氣控制的主要功能應(yīng)當(dāng)建立在原有的微機(jī)數(shù)字化裝置基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)。針對(duì)發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)當(dāng)中常見(jiàn)的故障錄波裝置、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置而言，相應(yīng)的工作狀態(tài)、動(dòng)作情況都應(yīng)當(dāng)在數(shù)字化處理基礎(chǔ)之上，通過(guò)通訊方式傳遞至DCS系統(tǒng)當(dāng)中?？刂葡到y(tǒng)與DCS系統(tǒng)之間保持獨(dú)立運(yùn)行關(guān)系，這一點(diǎn)對(duì)于確保整個(gè)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行而言有重要價(jià)值。

在DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，電氣系統(tǒng)輸入信息以及輸出指令都應(yīng)當(dāng)以通訊方式實(shí)現(xiàn)，除了可以確保系統(tǒng)運(yùn)行獨(dú)立、安全以外，還能夠節(jié)約在DCS系統(tǒng)建設(shè)中所需要的電線電纜以及I/O接口節(jié)點(diǎn)。除此以外，輸入DCS系統(tǒng)當(dāng)中的相關(guān)信息將用于機(jī)組綜合控制和全廠信息系統(tǒng)，如機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)，在機(jī)組啟動(dòng)前，綜合檢查包括電氣系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)機(jī)組的啟動(dòng)條件，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)后啟動(dòng)勵(lì)磁系統(tǒng)，定速狀態(tài)下啟動(dòng)自動(dòng)同期裝置，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的并列運(yùn)行。而在運(yùn)行達(dá)到一定負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)后，可以通過(guò)自動(dòng)或者是人為的方式，干預(yù)進(jìn)行產(chǎn)用電的切換工作。停機(jī)狀態(tài)下，主控回路傳遞相應(yīng)的控制指令，操作電氣系統(tǒng)切換至關(guān)閉狀態(tài)。在這一控制方式下，專(zhuān)門(mén)控制裝置的性能優(yōu)勢(shì)以及數(shù)字化裝置的通訊優(yōu)勢(shì)得到了很好的發(fā)揮，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更加的實(shí)用與經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，分散控制與信息集中相互配合，使得整個(gè)系統(tǒng)具有較好的聯(lián)動(dòng)特點(diǎn)。最后，能夠保持發(fā)電廠電氣控制界面以及熱工控制界面的清晰，調(diào)試維護(hù)以及檢修方面的工作仍然可以按照傳統(tǒng)系統(tǒng)模式開(kāi)展。

3 DCS系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題分析

3.1 從分配電氣控制功能的角度上來(lái)說(shuō)：在發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行期間，所對(duì)應(yīng)的相關(guān)參數(shù)以及控制邏輯關(guān)系都事先經(jīng)過(guò)了大量的科學(xué)計(jì)算與調(diào)試，且在系統(tǒng)運(yùn)行模式形成以后就基本處于恒定狀態(tài)，不會(huì)發(fā)送變動(dòng)。要想改變控制系統(tǒng)中的邏輯關(guān)系，就需要經(jīng)由工程師站進(jìn)行代碼傳輸方面的工作。而DCS系統(tǒng)并不支持代碼在線傳輸?shù)墓δ?，故而在此過(guò)程當(dāng)中可能造成控制系統(tǒng)內(nèi)部其他相關(guān)程序出現(xiàn)誤動(dòng)問(wèn)題，因此需要特別重視對(duì)電氣控制功能的分配問(wèn)題。

3.2 從裝置時(shí)鐘配合的角度上來(lái)說(shuō)：在將DCS系統(tǒng)引入發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)以后，能夠支持完成對(duì)整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的控制工作，大量相互獨(dú)立、布局分散的微處理機(jī)共同聯(lián)合，完成控制任務(wù)，同時(shí)，各個(gè)微處理機(jī)當(dāng)中對(duì)應(yīng)有時(shí)鐘。若在DCS系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，沒(méi)有就時(shí)鐘設(shè)計(jì)階段與外界的配合關(guān)系進(jìn)行考量，可能造成部分微處理機(jī)裝置時(shí)鐘信息不一致的現(xiàn)象，最終致使DCS系統(tǒng)下的信息傳輸紊亂。從這一角度上來(lái)說(shuō)，在DCS系統(tǒng)建設(shè)中，就需要充分考慮到微處理機(jī)時(shí)鐘與外界環(huán)境的配合問(wèn)題，確保其一致性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文圍繞DCS系統(tǒng)在發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及其關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了研究與探討，首先指出DCS系統(tǒng)具有開(kāi)放性、靈活性、可靠性以及功能性這幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。進(jìn)而研究了在發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)引入DCS系統(tǒng)期間，控制系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)之間應(yīng)當(dāng)保持獨(dú)立運(yùn)行關(guān)系。在這一實(shí)現(xiàn)方案下，電氣控制系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行信息、狀態(tài)參數(shù)應(yīng)當(dāng)基于通訊方式傳遞至DCS系統(tǒng)中，以確保相互獨(dú)立運(yùn)行安全、可靠。最后，提出了在DCS系統(tǒng)干預(yù)背景下，需要妥善處理電氣控制功能分配、裝置時(shí)鐘配合方面的問(wèn)題。希望有關(guān)以上內(nèi)容的分析能夠使同行人員加深對(duì)于DCS系統(tǒng)及其應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，明晰DCS系統(tǒng)對(duì)于發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)中的重要意義，繼而從專(zhuān)業(yè)角度把握DCS系統(tǒng)的正確操作流程，用以更好的指導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行。

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