電廠分散控制系統DCS改造的必要性與方案分析

史春楠

神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719319

電廠分散控制系統DCS改造的必要性與方案分析

史春楠

神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719319

分散控制系統DCS，又稱集散控制系統；DCS是Distributed Control System的縮寫。這種控制系統被廣泛應用到電廠中已有近十幾年的時間。它的應用為電廠帶來了非常可觀的效益的同時，其實在實際工作上，也產生了若干的問題。本文通過對分散控制系統全面的分析，尤其是對其產生的問題進行了詳盡地探討，并在此基礎上提出了解決問題的方法和改造的方案。

分散控制系統；改造；方案；必要性

時代在發展，技術在進步。隨著社會經濟技術的不斷發展，各種自動化技術被廣泛地應用在各種行業中。于是，近年來分散控制系統越來越受到電廠廠家的青睞。分散控制系統已逐步代替集中控制系統，成為電廠控制、操作系統的最佳選擇。

分散控制系統由多個以微處理器為核心的控制采集站，分散地對各部分工藝流程進行數據采集和控制，并通過數據通信系統與中央控制室各監控操作站聯網，對生產過程進行集中監視和操作的控制系統。它的控制體系的最大特點就是層次化，體現為集中操作管理，分散控制。因此分為四個層次：現場信號處理層；控制層；系統操作層；企業管理層。這樣的布局更加分工明確，不僅方便工廠的管理，更加提高了工廠的生產效率。可是實際應用中不可避免地產生了各種各樣的問題，以至于引起故障。因此，適時地進行對分散控制系統的改造，對電廠的發展是至關重要的步驟。

1 改造的必要性

事實上，分散控制系統在實際應用過程中存在很多的問題。在這里排除一切人為原因，僅僅對控制系統本身在運作過程中的問題做了簡單的總結。從這些問題中，不難看出系統本身存在著很多的問題。由于電廠的一切生產工作都依賴于分散控制系統，因此要求它本身具有高可靠性和安全性。顯然，就目前的情況來看，分散控制系統還不能完全保證這一點。因此對于分散控制系統的改造就顯得勢在必行。

下面是分散控制系統在應用過程中的具體問題；

1）分散控制系統是多層次的控制系統，內部具有非常繁瑣的系統結構。它可以控制和監視工藝全過程，對自身進行診斷，維護和組態。但是，由于其自身的致命弱點，其I/O信號采用傳統的模擬量信號。這就導致系統工程師站無法對現場儀表進行遠程控制和遠方診斷，維護和組態；2）DCS系統的端子柜，I/O終端，I/O卡件，I/O文件及I/O柜占地面積與空間大；3）絕大多數的分散控制采用常規表計，并且計表種類眾多，技術也比較落后，需要準備大量的備品。落后的技術影響了計量的精準度，增加了轉換的環節，造成了系統運行過程中強度；4）數據采集系統DAS的輸入點低，以至于功能低。當機組出現故障時，無法進行全面的數據追憶，不利于分析故障的原因；5）分散控制系統的微處理器執行的任務是上級的命令，因此控制系統實行的是順序控制。但是由于控制系統的控制水平低，機組的調節需要靠人工調節，造成調節精度及效率較低。過程中遇到的實際問題，將從以下的幾個方面依次提出改造的方案。改造范圍將著力從數據采集功能、順序控制、高可靠性、開放性、等幾個方面入手。

2.1 數據采集功能

數據采集系統集合了整個電廠運行的參數，包括信號處理的信息，顯示器顯示的數據，歷史數據等等。當發生故障時根據采集的數據完成對故障信息的追憶，并對故障做出及時有效地處理。因此，要求系統具有實時性、及時性。可是，大部分的分散控制系統做不到這一點。其中，最主要的原因是系統軟件非常落后。提高數據采集系統的輸入點，數值應在200點以上。這樣才能在發生故障的情況下，及時有效地追憶故障數據，避免為工廠造成不必要的損失。

2.2 順序控制

分散控制系統最大的特點是層次化，簡單地說是下級執行上級的命令，依次按順序執行命令。可以說各種下達的命令都是系統預先存儲，造成了系統的固定化，實現不了智能化。一旦上級系統出現問題，下級就無法完成任務。因此，分散控制系統要加強系統的智能化管理，實現靈活管理。最主要的措施是提高控制系統的控制水平，這主要依據于系統的技術水平。

2.3 高可靠性

國內絕大多數的電廠之所以都在使用分散控制系統，主要是因為它能夠故障分散。分散控制系統是集中操作管理，分散控制。即在主控制系統下有很多微處理器承擔相應的控制范圍，互相不產生干擾控制，從而能夠使故障分散，為系統的正常運行提供高可靠性和安全性。可是，這種系統在實際應用中并不如想象中的“故障分散”。從而為共產工作的安全運行帶來隱患。

2.4 開放性

分散控制系統控制和監控制作工藝的全過程，并對各項數據進行實時收集，顯示在顯示器上，從而達到數據的開放。可是由于各項數據全部匯集在一起，數據的繁多很容易造成控制系統信息通道堵塞，導致死機。最好的改進方式是加強對各項數據的針對性管理。簡單地說，就是要對各項數據的管理進行分類、整理。當需要某種數據時，顯示器上不會顯示與此不相關聯的數據。

2 改造方案

分散控制系統DCS由數據采集系統（DAS）、順序控制系統（SCS）、微控制系統（MCS）、鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）、電氣控制系統（ECS）及公用系統等組成。針對分散控制系統在應用

3 結論

本文通過對分散控制系統的簡單介紹，尤其是對最容易出現的故障做了具體的描述，并從幾個方面提出了具有針對性的改造措施。希望這樣的措施能真正地被應用到實際的控制系統中，為電力事業的發展做出微薄的貢獻。也以此行為激發其他人不斷探索與發現的精神，為電力自動化的蓬勃發展奉獻自己的一份力量。

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1674-6708（2012）58-0021-02