馬國(guó)慶

摘 要：本文首先分析了分散控制系統(tǒng)的優(yōu)越性，進(jìn)而對(duì)分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行論述，期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)μ岣呋痣姀S生產(chǎn)能效有所幫助。

關(guān)鍵詞：火電廠；分散控制系統(tǒng)；電氣自動(dòng)化

1.分散控制系統(tǒng)的優(yōu)越性分析

分散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為DCS（Distributed Control System），國(guó)內(nèi)習(xí)慣將之稱(chēng)為集散控制系統(tǒng)，其歸屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的范疇，具體是由過(guò)程控制級(jí)與過(guò)程監(jiān)控級(jí)兩個(gè)部分組成，并以通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，該系統(tǒng)融合當(dāng)前最為先進(jìn)的“4C”技術(shù)，即計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、顯示技術(shù)以及控制技術(shù)，它的基本設(shè)計(jì)思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理，突出的特點(diǎn)是配置靈活、組態(tài)方便。

自20世紀(jì)90年年代開(kāi)始，DCS被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)火電廠機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，在這一背景下，業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家學(xué)者加大了DCS的研究力度，并取得了一定的成果，DCS也隨之變得更加完善，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：其一，可靠性更高。當(dāng)DCS中的某個(gè)控制器發(fā)生故障時(shí)，其它控制功能依然能夠正常運(yùn)行，這種超強(qiáng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)使系統(tǒng)的可靠性獲得了大幅度提升。不僅如此，單個(gè)控制器的控制負(fù)荷也越來(lái)越小，這使得故障的發(fā)生幾率顯著降低。其二，開(kāi)放性更強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化設(shè)計(jì)思想的引入，使得DCS的開(kāi)放性變得越來(lái)越強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，使控制器進(jìn)行功能擴(kuò)展時(shí)，不會(huì)影響到系統(tǒng)的原有功能。統(tǒng)一通信協(xié)議的應(yīng)用極大程度地增強(qiáng)了系統(tǒng)的開(kāi)放性。鑒于DCS的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在火電廠中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，下面本文重點(diǎn)對(duì)DCS在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行論述。

2.分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

為了便于本文研究，下面以洛陽(yáng)某電廠三期項(xiàng)目（全場(chǎng)水網(wǎng)集中控制系統(tǒng)）為依托，對(duì)DCS的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。

2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該項(xiàng)目中的水網(wǎng)處理系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)輔助單元構(gòu)成：鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、凝結(jié)水處理系統(tǒng)、工業(yè)水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、升壓水系統(tǒng)、氫氣監(jiān)控系統(tǒng)以及汽水采樣系統(tǒng)。

2.2系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)程控系統(tǒng)主要是由如下幾個(gè)部分構(gòu)成，即上位PC機(jī)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，借助三層網(wǎng)絡(luò)將這幾個(gè)部分聯(lián)成了一個(gè)小型的DCS。

（1）系統(tǒng)硬件。上位PC機(jī)由4臺(tái)工控機(jī)組成，其中三臺(tái)的組態(tài)相同，可以互為備用，并且任何一臺(tái)均可作為主操作員站，另一臺(tái)則為工程師站，若是主操作員站發(fā)生故障無(wú)法正常工作時(shí)，工程師站可替代其完成各項(xiàng)監(jiān)控功能。此外，各個(gè)輔助系統(tǒng)的程控系統(tǒng)均配置了一臺(tái)大功率的UPS，即使因特殊情況斷電，上位PC機(jī)仍能運(yùn)行30min左右，這樣便于相關(guān)數(shù)據(jù)的保存和事故處理。

（2）系統(tǒng)軟件。上位PC機(jī)的軟件主要是由操作系統(tǒng)（Windows XP）、監(jiān)控軟件（IFIX3.0）以及PLC編程工具（CONCEPT2.6）組成

2.3系統(tǒng)的主要功能

控制系統(tǒng)采用的是集中控制的方式，即利用可編程控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制；水處理系統(tǒng)采用的是順序+遠(yuǎn)程+現(xiàn)場(chǎng)的控制方式，其中順序控制設(shè)有分部、單獨(dú)或成組操作等功能，并具有中斷、跳步及旁路功能。系統(tǒng)的主要控制功能如下：

（1）畫(huà)面顯示。過(guò)程控制與管理軟件均是以Windows XP操作系統(tǒng)為平臺(tái)，為了使運(yùn)行操作畫(huà)面更加簡(jiǎn)潔、明了，采用了彈出式菜單和形象生動(dòng)的操作按鈕。相關(guān)工藝流程盡可以用彩色動(dòng)畫(huà)進(jìn)行顯示，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障報(bào)警時(shí)，語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)會(huì)自行啟動(dòng)，并在報(bào)警窗口顯示，這為運(yùn)行人員提供了更加直觀、清晰的報(bào)警信號(hào)。

（2）運(yùn)行操作?？梢越柚髽?biāo)在CRT畫(huà)面上進(jìn)行各種操作，具有手動(dòng)、自動(dòng)等操作方式。

（3）報(bào)表管理。該系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的報(bào)表功能，可以靈活地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)記錄報(bào)告、事件報(bào)告、運(yùn)行記錄報(bào)表以及操作記錄的管理。

（4）報(bào)警功能。所有設(shè)備的故障及報(bào)警信號(hào)軍刀有聲音和字符顏色變化，同時(shí)操作員站可對(duì)與故障相關(guān)的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄及保存，并發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警。

（5）保護(hù)措施。控制系統(tǒng)設(shè)置了重要的保護(hù)功能，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障且備用設(shè)備無(wú)法及時(shí)投入時(shí)，CRT會(huì)自行顯示報(bào)警信息并有聲音提示。

（6）與MIS的接口。在火電廠生產(chǎn)過(guò)程中，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是MIS的數(shù)據(jù)源，其能夠?yàn)镸IS提供設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。為確保程控系統(tǒng)與MIS之間的接口安全、可靠，在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)OSI網(wǎng)絡(luò)模型提供了以下接口標(biāo)準(zhǔn)：物理連接采用的是超五類(lèi)網(wǎng)線；網(wǎng)卡為100M/10M的以太網(wǎng)；通信協(xié)議為T(mén)CP/IP；數(shù)據(jù)庫(kù)接口為ODBC標(biāo)準(zhǔn)。

3.結(jié)論

綜上所述，在火電廠電氣自動(dòng)化控制中，DCS具有著其它系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)越性，本文所提出的系統(tǒng)現(xiàn)已在洛陽(yáng)某電廠中獲得了應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行至今并未出現(xiàn)任何嚴(yán)重的故障問(wèn)題，并且該系統(tǒng)的應(yīng)用有效提高了生產(chǎn)效率，可在同類(lèi)工程中推廣使用。

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