鄧愛燕 翟明 (山東神華山大能源有限公司 250000)

淺談火電廠DCS系統(tǒng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

鄧愛燕 翟明 (山東神華山大能源有限公司 250000)

DCS是集通信、控制、顯示、計算機等“4C”技術(shù)為一體的多級計算機系統(tǒng)，主要功能是過程控制和過程監(jiān)視，由于其良好的性能，廣泛的運用于火電廠。隨著科技的發(fā)展，DCS系統(tǒng)也不斷的在更新?lián)Q代，從二十世紀80年代問世以來，經(jīng)歷了三個時期的完善，DCS的自動化、智能化、信息化水平上升到了新的階段，對火電廠優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率有著關(guān)鍵作用，同時也為減少能源消耗，保護生態(tài)壞境做出了貢獻。本文主要對DCS的發(fā)展狀況和性能展開討論，分析未來分散控制系統(tǒng)（DCS）在火電廠的發(fā)展趨勢。

分散控制系統(tǒng)（DCS）；火電廠；提高效率

一、分散控制系統(tǒng)的成長過程及特點

1.分散控制系統(tǒng)的成長過程

（1）1975-1980年是DCS發(fā)展的第一階段，它由微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元、數(shù)據(jù)采集單元組成，主要通過分散控制和集中監(jiān)視來體現(xiàn)其性能。初期的DCS功能相比于后期的發(fā)展有很多不足，功能比較少，而且成本較高，更新?lián)Q代的要求使DCS開始走向成熟。

（2）1980-1985是DCS發(fā)展的第二階段，分散控制系統(tǒng)進入較為成熟的時期，相比第一階段的分散控制系統(tǒng)，這時期的各個方面有了升級，如微處理器的位數(shù)提高，CRT顯示器的分辨率提高，系統(tǒng)在信息管理方面更為完善。

（3）第三代DCS從1985年以后進入擴展期，系統(tǒng)管理的方式有了轉(zhuǎn)變，不再是單一的回路控制，開始了多用戶多任務(wù)的操作。隨著計算機技術(shù)的高度發(fā)展，分散控制系統(tǒng)迅速的信息化，很多技術(shù)開始和DCS結(jié)合，使得DCS功能更為多樣化。

2.分散控制系統(tǒng)在火電廠的特性

（1）可靠性程度高。DCS的分散控制性能使得系統(tǒng)運行時的風(fēng)險大大降低，若其中一個操作點出現(xiàn)問題，不會影響其他系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

（2）開放式的運行。火電廠的系統(tǒng)操作是通過計算機分工合作，進行監(jiān)視控制來達到執(zhí)行任務(wù)這一目的，完全是自動化的流程?；痣姀S為了使DCS信息數(shù)據(jù)傳輸和通信更為便捷，對計算機系統(tǒng)的開放性有了更高的要求，配置的升級對DCS的運行有著重要的影響。

（3）靈活性通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成火電廠所需的控制系統(tǒng)。

（4）易于維護，功能單一的小型或微型專用計算機，具有維護簡單、方便的特點，當某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換，迅速排除故障，節(jié)約了火電廠運行成本。

（5）協(xié)調(diào)性，火電廠各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

（6）控制功能齊全，控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，運用于火電廠可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計算機和可編程控制器構(gòu)成。處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進行集中操作管理，如各種優(yōu)化計算、統(tǒng)計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計算機設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。

二、DCS的發(fā)展前景及火電廠的運用

DCS要在各種各樣的挑戰(zhàn)中脫穎而出，需要在保證質(zhì)量的前提下，開發(fā)更多的功能去滿足客戶的需要。

1.EIC綜合技術(shù)的運用。在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中，各部分裝置處于獨立狀態(tài)，彼此之間聯(lián)系并不緊密。例如電氣控制裝置、儀表控制裝置以及計算機控制裝置等，在設(shè)計與安裝過程中為獨立性太出現(xiàn)。現(xiàn)如今，這種獨立運作狀態(tài)已經(jīng)不適應(yīng)于發(fā)展需要，EIC技術(shù)的運用能夠?qū)⑷呓y(tǒng)一交由DCS管理。在現(xiàn)有DCS中，已經(jīng)實現(xiàn)了EIC技術(shù)的綜合運用，能夠?qū)崿F(xiàn)對所有電器、儀表以及計算機控制的管理，例如故障診斷排除、閥門監(jiān)視以及連鎖保護與控制等。

2.DCS和PLC互補性。PLC采用可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行各種運算指令，PLC和DCS的融合，使DCS在增加邏輯性能的基礎(chǔ)上，控制順序和模擬邏輯趨于優(yōu)化。

3.三網(wǎng)融合技術(shù)的使用。傳統(tǒng)DCS使用的是基礎(chǔ)性計算機網(wǎng)絡(luò)，由開發(fā)商自行開發(fā)。在覆蓋范圍方面較為薄弱，下至I/0子系統(tǒng)，上至廠級管理信息系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)化與信息化發(fā)展的推動作用下，DCS下層為了使通訊網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)場總線中構(gòu)成底層網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，這三網(wǎng)聯(lián)合給火電廠帶來良好的經(jīng)濟效益，這項技術(shù)也促進了現(xiàn)場、企業(yè)和市場信息的相互貫通融合，使基礎(chǔ)、管理和決策自動化合理的集成在一起，實現(xiàn)技術(shù)的無縫銜接。

4.采用IG D S系統(tǒng)。IG D S指的是工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)，經(jīng)常運用于人機之間交流借口，在DCS系統(tǒng)中運用正高速發(fā)展著，表現(xiàn)為速度加快，畫面增多等優(yōu)點。

5.采用先進控制理論?；痣姀S的生產(chǎn)流程不似其他行業(yè)比較單一，采用簡單的控制系統(tǒng)不能駕馭。在DCS系統(tǒng)中要做到流暢的操作和精準的控制，需要引進先進的控制體系來進行改革，這樣才能使DCS的發(fā)展更為廣闊。

結(jié)束語

總的說來，火電廠引進DCS系統(tǒng)使過程控制中，數(shù)字技術(shù)不斷地向前發(fā)展，DCS越來越符合火電廠的控制要求，向著智能化方向優(yōu)化。火電廠的生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在DCS的運用中開始建立綜合的自動化操作系統(tǒng)，是火電廠的運行更加的簡單便捷。未來的DCS系統(tǒng)性能不斷地提高，運用的方面也將更為廣泛，為降低火電廠的能源消耗，加大火電廠在市場的經(jīng)濟競爭力有著巨大的作用。

[1]王利國.電廠分散控制系統(tǒng)設(shè)計探討[J].電力設(shè)備信息,2010（9）.

[2]陳波.火力發(fā)電廠中DCS接地的應(yīng)用.[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2012(5).

[3]劉火軍.DCS在火電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望.[J].科技信息,2013(22).

[4]向立清.對電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾措施的探討[J].中國科技財富,2009(6).

[5]陳波.浙江火電廠DCS系統(tǒng)接地現(xiàn)狀分析及建議.[J].浙江電力,2008(1).