DCS控制系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用和改進(jìn)

摘 要：在電廠發(fā)電機(jī)組控制中，DCS系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)有了很長(zhǎng)的時(shí)間，而且，在應(yīng)用過(guò)程中也越來(lái)越廣泛。DCS系統(tǒng)建立在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，是一種相對(duì)于計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)進(jìn)行研究，將局域網(wǎng)變成了實(shí)時(shí)性、可靠性的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，文章對(duì)DCS控制的特點(diǎn)以及DCS結(jié)構(gòu)變化和應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)進(jìn)行了分析，希望能夠更好的促進(jìn)其應(yīng)用，更好的滿(mǎn)足電廠發(fā)展要求，保證能源的供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：DCS控制系統(tǒng)；應(yīng)用；改進(jìn)

1 DCS系統(tǒng)概述

DCS系統(tǒng)是分散控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱(chēng)為集散控制系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)是利用過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其中主要對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了利用，形成了多級(jí)控制系統(tǒng)。對(duì)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)等技術(shù)進(jìn)行了利用，系統(tǒng)建立的目的就是為了實(shí)現(xiàn)分散控制、集中操作、分級(jí)管理、靈活配置以及組態(tài)方便。DCS的控制范圍已經(jīng)擴(kuò)展到了經(jīng)常使用的可編程控制器中，這樣能對(duì)輔助車(chē)間進(jìn)行控制，目前，電廠中DCS系統(tǒng)一體化逐漸成為了一種趨勢(shì)。DCS系統(tǒng)和可編程控制系統(tǒng)在對(duì)輔助車(chē)間進(jìn)行控制方面存在著不同的特點(diǎn)，因此，在應(yīng)用方面也存在著不同的廠家選擇不同控制系統(tǒng)的情況，為了能夠更好的促進(jìn)企業(yè)發(fā)展，企業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行選擇時(shí)一定要從長(zhǎng)遠(yuǎn)方面進(jìn)行考慮。

2 DCS的特點(diǎn)

2.1 高可靠性

DCS控制系統(tǒng)的功能分散在不同的計(jì)算機(jī)上，對(duì)不同的計(jì)算機(jī)進(jìn)行不同的操作能夠?qū)崿F(xiàn)不同的操作。DCS控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面采用的是容錯(cuò)設(shè)計(jì)，這樣在某臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候也不會(huì)導(dǎo)致其他計(jì)算機(jī)受到影響，也不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的其他功能受到影響。在DCS系統(tǒng)中，不同的計(jì)算機(jī)承擔(dān)的任務(wù)都比較單一，因此，要使用特定結(jié)構(gòu)和軟件的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，這樣系統(tǒng)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性都能得到明顯的提高。

2.2 開(kāi)放性

DCS系統(tǒng)是采用的開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化和系列化設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信都是利用局域網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)信息的傳輸，同時(shí)，在系統(tǒng)功能方面也能夠不斷的進(jìn)行改變，進(jìn)行擴(kuò)充。在局域網(wǎng)進(jìn)行新增計(jì)算機(jī)的接入和卸下非常的方便，對(duì)其他計(jì)算機(jī)的工作不會(huì)產(chǎn)生影響，因此，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題。

2.3 靈活性

利用組態(tài)軟件可以對(duì)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行不同的軟硬件組態(tài)，使測(cè)量和控制信號(hào)之間產(chǎn)生聯(lián)系，對(duì)控制算法庫(kù)選擇以及圖形庫(kù)調(diào)用基本的圖形，使其成為監(jiān)控以及報(bào)警的畫(huà)面，這樣能夠更加方便的完成控制系統(tǒng)的構(gòu)建。系統(tǒng)的靈活性能夠促進(jìn)其在使用中更加的方便，更好的保證系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

2.4 易于維護(hù)

DCS系統(tǒng)中利用的是比較小型的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)或者是微型計(jì)算機(jī)，其具有維護(hù)簡(jiǎn)單和使用方便的特點(diǎn)，在某個(gè)局部或者是計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，在不對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行影響時(shí)，就能及時(shí)進(jìn)行在線更換，并且將故障迅速解除。

2.5 協(xié)調(diào)性

各個(gè)工作站間可以利用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的傳輸，系統(tǒng)信息能夠?qū)崿F(xiàn)共享，對(duì)系統(tǒng)的總體功能能夠進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)相關(guān)的工作也能進(jìn)行協(xié)調(diào)。

2.6 控制功能齊全

在DCS控制系統(tǒng)中，控制算法比較豐富，而且將連續(xù)控制、順序控制以及批處理控制于一體，實(shí)現(xiàn)了串級(jí)、前饋、自適應(yīng)以及預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制的融合，方便一些特殊控制算法的加入。

3 電廠DCS單元機(jī)組控制系統(tǒng)的一體化

近年來(lái)，電廠在發(fā)展過(guò)程中逐漸實(shí)現(xiàn)了電氣發(fā)變組和廠用電系統(tǒng)的控制功能逐漸在DCS控制系統(tǒng)的功能范圍內(nèi)得到了體現(xiàn)，而且，電廠也慢慢實(shí)現(xiàn)了一體化發(fā)展，將很多的軟硬件設(shè)施都在DCS控制系統(tǒng)中進(jìn)行了應(yīng)用。一體化的實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)信號(hào)間的連接接口和線路傳遞過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了避免，對(duì)備品的品種和數(shù)量也進(jìn)行了減少，因此，維護(hù)的費(fèi)用相應(yīng)的得到了降低。

4 DCS結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)

近年來(lái)，因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)的快速發(fā)展，DCS系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上也發(fā)生了很大的變化，在以前系統(tǒng)更加重視控制功能的分散問(wèn)題，因此，出現(xiàn)了很多的控制器和接口之間的連接，過(guò)多的控制和接口之間進(jìn)行連接，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性帶來(lái)了一定的影響，使得停機(jī)的可能性增加。在不同的控制系統(tǒng)中，信號(hào)的聯(lián)系非常廣泛，要進(jìn)行相互聯(lián)系，因此，在一個(gè)控制器出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候非常容易導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組都出現(xiàn)停機(jī)可能，即使沒(méi)有出現(xiàn)停機(jī)的現(xiàn)象，控制器在使用過(guò)程中沒(méi)有收到正確的信號(hào)就進(jìn)行運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致更大的問(wèn)題出現(xiàn)。控制器的功能和容量在不斷的增加，同時(shí)，在安全措施以及冗余技術(shù)方面要做到更加的快速和可靠，因此，DCS正在向著適度集中的方向發(fā)展，將相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)控制系統(tǒng)和比較復(fù)雜的控制功能集中在一起，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)控制器的集中控制。在單元機(jī)組中采用一體化控制系統(tǒng)是DCS系統(tǒng)發(fā)展的新方向，這樣在使用過(guò)程中對(duì)出現(xiàn)的故障能夠進(jìn)行減少，同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部交換，在傳遞過(guò)程中更加的方便，可靠性也能進(jìn)行提高。

4.1 全廠輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控

通常在一個(gè)火電廠內(nèi)會(huì)有很多的輔助車(chē)間，這些車(chē)間在工作過(guò)程中一般都是利用可編程控制系統(tǒng)以及上位機(jī)構(gòu)形成各自不同的網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)車(chē)間控制室內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)的控制，因此，在運(yùn)行過(guò)程中要有很多的操作人員，這樣才能保證電廠的正常運(yùn)行。對(duì)外圍設(shè)備控制水平以及勞動(dòng)生產(chǎn)效率進(jìn)行提高，同時(shí)也為了能夠達(dá)到減員的效果，DCS系統(tǒng)的技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊能力要進(jìn)行不斷的提高，這樣才能使輔助車(chē)間的控制實(shí)現(xiàn)適度的集中，形成一個(gè)輔控網(wǎng)，將相互獨(dú)立的各個(gè)外圍輔助系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行集成，在電廠中實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控，可以減少外圍的操作人員數(shù)量，同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的工作狀況。

在電廠運(yùn)行過(guò)程中將不同的輔助車(chē)間放置在一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)下，這樣對(duì)傳統(tǒng)的輔助車(chē)間運(yùn)行管理模式進(jìn)行了改革，在管理水平方面將會(huì)出現(xiàn)很大的提升。輔控網(wǎng)將硬件和軟件進(jìn)行了統(tǒng)一，在庫(kù)存?zhèn)淦芬约叭粘９芾矸矫娴馁M(fèi)用也會(huì)降低。對(duì)很多的控制室進(jìn)行了取消，這樣在以后的費(fèi)用支出方面也會(huì)減少。

4.2 局部系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線

自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展使得越來(lái)越多的自動(dòng)化儀表不斷出現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)就是其中的一種，它和DCS系統(tǒng)緊密連接在一起，是提高控制信號(hào)的重要設(shè)備，同時(shí)，也是準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、快速性以及機(jī)組運(yùn)行安全可靠性的保障，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化管理的重要依據(jù)，因此，對(duì)其一定要進(jìn)行重視。

5 結(jié)束語(yǔ)

在電廠運(yùn)行過(guò)程中，DCS系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要，其次就是其通訊的速度問(wèn)題，最后是操作界面的習(xí)慣性問(wèn)題。在對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行選擇時(shí)，要從電廠的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行充分的了解，設(shè)備可以達(dá)到的控制水平以及原有設(shè)備的兼容問(wèn)題都要進(jìn)行考慮。電廠在物資管理、采購(gòu)、維修管理方面都要和整體的管理水平相適應(yīng)，因此，電廠在管理方面對(duì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用非常重要，對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行利用，能夠更好的實(shí)現(xiàn)各個(gè)管理層面的自動(dòng)結(jié)合，同時(shí)，也能更好的滿(mǎn)足電廠發(fā)展的要求。

作者簡(jiǎn)介：張璐璐（1982-），女，2004年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)測(cè)控技術(shù)與通訊工程專(zhuān)業(yè)，工程師。