淺談火電廠DCS系統現狀和發展趨勢

鄧愛燕 翟明 (山東神華山大能源有限公司 250000)

淺談火電廠DCS系統現狀和發展趨勢

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”技術為一體的多級計算機系統，主要功能是過程控制和過程監視，由于其良好的性能，廣泛的運用于火電廠。隨著科技的發展，DCS系統也不斷的在更新換代，從二十世紀80年代問世以來，經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，對火電廠優化產業結構，提高生產效率有著關鍵作用，同時也為減少能源消耗，保護生態壞境做出了貢獻。本文主要對DCS的發展狀況和性能展開討論，分析未來分散控制系統（DCS）在火電廠的發展趨勢。

分散控制系統（DCS）；火電廠；提高效率

一、分散控制系統的成長過程及特點

1.分散控制系統的成長過程

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

（2）1980-1985是DCS發展的第二階段，分散控制系統進入較為成熟的時期，相比第一階段的分散控制系統，這時期的各個方面有了升級，如微處理器的位數提高，CRT顯示器的分辨率提高，系統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，系統管理的方式有了轉變，不再是單一的回路控制，開始了多用戶多任務的操作。隨著計算機技術的高度發展，分散控制系統迅速的信息化，很多技術開始和DCS結合，使得DCS功能更為多樣化。

2.分散控制系統在火電廠的特性

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

（2）開放式的運行。火電廠的系統操作是通過計算機分工合作，進行監視控制來達到執行任務這一目的，完全是自動化的流程。火電廠為了使DCS信息數據傳輸和通信更為便捷，對計算機系統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）靈活性通過組態軟件根據不同的流程應用對象進行軟硬件組態，即確定測量與控制信號及相互間連接關系、從控制算法庫選擇適用的控制規律以及從圖形庫調用基本圖形組成所需的各種監控和報警畫面，從而方便地構成火電廠所需的控制系統。

（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故障時，可以在不影響整個系統運行的情況下在線更換，迅速排除故障，節約了火電廠運行成本。

（5）協調性，火電廠各工作站之間通過通信網絡傳送各種數據，整個系統信息共享，協調工作，以完成控制系統的總體功能和優化處理。

（6）控制功能齊全，控制算法豐富，集連續控制、順序控制和批處理控制于一體，運用于火電廠可實現串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制，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、現場控制站和數據采集站等組成，也可由通用的服務器、工業控制計算機和可編程控制器構成。處于底層的過程控制級一般由分散的現場控制站、數據采集站等就地實現數據采集和控制，并通過數據通信網絡傳送到生產監控級計算機。生產監控級對來自過程控制級的數據進行集中操作管理，如各種優化計算、統計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術的發展，DCS可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網絡連接來實現更高級的集中管理功能，如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。

二、DCS的發展前景及火電廠的運用

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

1.EIC綜合技術的運用。在傳統控制系統中，各部分裝置處于獨立狀態，彼此之間聯系并不緊密。例如電氣控制裝置、儀表控制裝置以及計算機控制裝置等，在設計與安裝過程中為獨立性太出現?，F如今，這種獨立運作狀態已經不適應于發展需要，EIC技術的運用能夠將三者統一交由DCS管理。在現有DCS中，已經實現了EIC技術的綜合運用，能夠實現對所有電器、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，用于其內部存儲程序，執行各種運算指令，PLC和DCS的融合，使DCS在增加邏輯性能的基礎上，控制順序和模擬邏輯趨于優化。

3.三網融合技術的使用。傳統DCS使用的是基礎性計算機網絡，由開發商自行開發。在覆蓋范圍方面較為薄弱，下至I/0子系統，上至廠級管理信息系統。在網絡化與信息化發展的推動作用下，DCS下層為了使通訊網絡在現場總線中構成底層網、企業網和互聯網，這三網聯合給火電廠帶來良好的經濟效益，這項技術也促進了現場、企業和市場信息的相互貫通融合，使基礎、管理和決策自動化合理的集成在一起，實現技術的無縫銜接。

4.采用IG D S系統。IG D S指的是工業圖形顯示系統，經常運用于人機之間交流借口，在DCS系統中運用正高速發展著，表現為速度加快，畫面增多等優點。

5.采用先進控制理論。火電廠的生產流程不似其他行業比較單一，采用簡單的控制系統不能駕馭。在DCS系統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的發展更為廣闊。

結束語

總的說來，火電廠引進DCS系統使過程控制中，數字技術不斷地向前發展，DCS越來越符合火電廠的控制要求，向著智能化方向優化?；痣姀S的生產方式和產業結構也在DCS的運用中開始建立綜合的自動化操作系統，是火電廠的運行更加的簡單便捷。未來的DCS系統性能不斷地提高，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濟競爭力有著巨大的作用。

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

[2]陳波.火力發電廠中DCS接地的應用.[J].企業技術開發,2012(5).

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

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

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