分散控制系統在火電廠電氣自動化中的應用

馬國慶

摘 要：本文首先分析了分散控制系統的優越性，進而對分散控制系統在火電廠電氣自動化中的應用進行論述，期望通過本文的研究能夠對提高火電廠生產能效有所幫助。

關鍵詞：火電廠；分散控制系統；電氣自動化

1.分散控制系統的優越性分析

分散控制系統簡稱為DCS（Distributed Control System），國內習慣將之稱為集散控制系統，其歸屬于計算機系統的范疇，具體是由過程控制級與過程監控級兩個部分組成，并以通信網絡進行數據傳輸，該系統融合當前最為先進的“4C”技術，即計算機技術、通訊技術、顯示技術以及控制技術，它的基本設計思想是分散控制、集中操作、分級管理，突出的特點是配置靈活、組態方便。

自20世紀90年年代開始，DCS被廣泛應用于國內火電廠機組的自動控制系統當中，在這一背景下，業內的專家學者加大了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，其優越性主要體現在如下幾個方面：其一，可靠性更高。當DCS中的某個控制器發生故障時，其它控制功能依然能夠正常運行，這種超強的容錯設計使系統的可靠性獲得了大幅度提升。不僅如此，單個控制器的控制負荷也越來越小，這使得故障的發生幾率顯著降低。其二，開放性更強。標準化與模塊化設計思想的引入，使得DCS的開放性變得越來越強，網絡通信技術的應用，使控制器進行功能擴展時，不會影響到系統的原有功能。統一通信協議的應用極大程度地增強了系統的開放性。鑒于DCS的諸多優點，使其在火電廠中的應用范圍越來越廣，下面本文重點對DCS在火電廠電氣自動化中的應用進行論述。

2.分散控制系統在火電廠電氣自動化中的應用

為了便于本文研究，下面以洛陽某電廠三期項目（全場水網集中控制系統）為依托，對DCS的具體應用進行論述。

2.1系統簡介

該項目中的水網處理系統主要由以下幾個輔助單元構成：鍋爐補給水處理系統、凝結水處理系統、工業水處理系統、循環水處理系統、升壓水系統、氫氣監控系統以及汽水采樣系統。

2.2系統框架結構

本文設計程控系統主要是由如下幾個部分構成，即上位PC機、傳感器、執行機構，借助三層網絡將這幾個部分聯成了一個小型的DCS。

（1）系統硬件。上位PC機由4臺工控機組成，其中三臺的組態相同，可以互為備用，并且任何一臺均可作為主操作員站，另一臺則為工程師站，若是主操作員站發生故障無法正常工作時，工程師站可替代其完成各項監控功能。此外，各個輔助系統的程控系統均配置了一臺大功率的UPS，即使因特殊情況斷電，上位PC機仍能運行30min左右，這樣便于相關數據的保存和事故處理。

（2）系統軟件。上位PC機的軟件主要是由操作系統（Windows XP）、監控軟件（IFIX3.0）以及PLC編程工具（CONCEPT2.6）組成

2.3系統的主要功能

控制系統采用的是集中控制的方式，即利用可編程控制器實現數據采集與控制；水處理系統采用的是順序+遠程+現場的控制方式，其中順序控制設有分部、單獨或成組操作等功能，并具有中斷、跳步及旁路功能。系統的主要控制功能如下：

（1）畫面顯示。過程控制與管理軟件均是以Windows XP操作系統為平臺，為了使運行操作畫面更加簡潔、明了，采用了彈出式菜單和形象生動的操作按鈕。相關工藝流程盡可以用彩色動畫進行顯示，當設備出現故障報警時，語音報警系統會自行啟動，并在報警窗口顯示，這為運行人員提供了更加直觀、清晰的報警信號。

（2）運行操作。可以借助鼠標在CRT畫面上進行各種操作，具有手動、自動等操作方式。

（3）報表管理。該系統提供了強大的報表功能，可以靈活地實現系統記錄報告、事件報告、運行記錄報表以及操作記錄的管理。

（4）報警功能。所有設備的故障及報警信號軍刀有聲音和字符顏色變化，同時操作員站可對與故障相關的信息進行統計記錄及保存，并發出語音報警。

（5）保護措施。控制系統設置了重要的保護功能，當設備發生故障且備用設備無法及時投入時，CRT會自行顯示報警信息并有聲音提示。

（6）與MIS的接口。在火電廠生產過程中，本文所設計的系統是MIS的數據源，其能夠為MIS提供設備運行的相關數據信息。為確保程控系統與MIS之間的接口安全、可靠，在設計時，根據OSI網絡模型提供了以下接口標準：物理連接采用的是超五類網線；網卡為100M/10M的以太網；通信協議為TCP/IP；數據庫接口為ODBC標準。

3.結論

綜上所述，在火電廠電氣自動化控制中，DCS具有著其它系統無法比擬的優越性，本文所提出的系統現已在洛陽某電廠中獲得了應用，系統運行至今并未出現任何嚴重的故障問題，并且該系統的應用有效提高了生產效率，可在同類工程中推廣使用。

參考文獻：

[1]劉愛莉.計算機DCS系統在供熱監控中的應用[J].網絡與信息，2010（10）

[2]王明友.韓志剛.DCS基礎控制方法改進的探討[J].中外能源，2010（9）.