試述DCS控制方案在電氣化企業自動控制系統中應用

王國花

摘 要：DCS軟件以及硬件也有著良好的性能，在發展的過程中，DCS技術越來越完善，在電氣化企業的自動化控制系統中，發揮著重要的作用。DCS控制方案也有一定缺點，在應用的過程中，需要結合自動化系統運行的特點合理優化控制系統。

關鍵詞：控制；電氣化；自動控制

一、面向算法控制方案的局限性

面向算法控制方案有著較長的發展歷史，其提出并應用的時間比較早，隨著科技的不斷發展，面向算法的控制方案局限性越來越強，其無法滿足現代化電氣化企業發展的需求，無法滿足企業自動化系統運行的要求，制約了企業生產效率的提升，而且不利于提高企業的經濟效益。面向算法控制方案的局限性主要體現在兩個方面，一個是系統的可靠性，另一個是網絡的安全性。DCS硬件以及軟件都有著較高的可靠性，但是控制系統卻比較容易受到外界因素的干擾，人為破壞、短路以及接地故障都會影響系統的正常運行，這主要是音樂MCS系統沒有實現對機組的有效控制，會導致設備不可控。在電氣化企業中，各個系統之間是由一些設備聯系在一起的，如果設備出現故障問題，則網絡安全無法得到保障，系統也無法正常的運行。在控制系統中，調節閥開度、信號以及過熱度都是在網上進行傳輸的，只有保障網絡的安全性，才能保證控制功能正常發揮，當前電氣化企業的網絡結構以及控制邏輯越來越復雜，信號交換量也比較大，使得網絡的安全性越來越無法得到保證，所以，必須對面向對象的控制方案進行改進與優化。

二、面向對象控制方案的優越性

面向對象的控制方案是在近幾年才提出的，這是一種先進的理念，其對面向算法的控制方案有著一定差異性，而且在功能方面是相對立的。面向對象控制方案可以將DCS系統劃分為多個子系統，其并不是將算法相似的控制對象劃分在一起，是按熱力系統的劃分原則，對DCS子系統進行劃分，是按被控對象進行劃分。

面向對象控制方案有著較多的優點，其可以降低DCS系統的成本。如果電氣化企業采用的是傳統算法對DCS系統進行劃分，可以提高系統的可靠性，減少忘了數據的交換量，但是不利于控制成本，會增加資金與資源的消耗量。按對象對DCS系統進行劃分，可以減少網絡通訊量，可以節省單元處理器，還可以降低資金的耗費，有利于控制成本。有的電氣化企業，還會應用外圍輔助系統，可以針對不同的系統，采用不同的控制方案，這有利于提高企業的控制水平，這也為DCS控制系統在電氣化企業的應用創造了良好的條件。

面向對象的控制系統有著較強的優越性以及先進行，其可以提高電氣化企業的控制水平，還可以提高企業的生產力，其應用先進的控制理念，而且采用了PID控制算法，可以避免系統受到外界的干擾，還可以保證信號測量的準確性。同類型的火電機組其DCS邏輯組態大同小異，DCS廠商和主設備廠商對應用新的控制理論都沒有積極性。假如說以前是硬件制約了火電機組的自動化水平，現在則是軟件的發展已大大落后于硬件的進步。破解這一困局的辦法是在DCS系統中采用面向對象技術，對于每一個子系統，DCS廠商只規定一些外部接口，將控制邏輯的設計任務交由主設備生產商負責，究竟，生產商對于自己的設備有更多的經驗和信息，控制邏輯將更加完善和可靠，一些新的控制理論也得到推廣和利用。當然主設備廠商并不需要做一個自己的控制系統，它只要以知識產權的方式提供控制邏輯就行。以后衡量一個主設備的好壞，不僅僅指其機械和熱力性能，還應包括一個完善和可靠的控制方案。對DCS廠商來說，采用面向對象技術將機組這個大系統分割成一個個與被控對象相對應的子系統，有了各個子系統的控制方案（主設備廠商提供或以前做好的模板），就可以像搭積木一樣組成整臺機組的控制系統。

現場數據總線技術（FCS）的發展，使面向對象的控制方案成為必然。現場數據技術是適應于控制設備分散的要求，隨著儀表和執行機構的智能化和測控一體化而發展起來的一門新技術，在FCS技術的發展初期，其應用于機組的一部分被控對象相對應的子系統，也就是說DCS個別系統將采用FCS技術（以后完全由FCS組成機組的控制系統也有可能），FCS技術的應用，將控制放到了就地設備一級上。一臺變送器，不僅有測量功能而且具有PID控制算法，甚至還可以完成無擾切換、跟蹤、信號的三取二等邏輯算法，DCS單元處理器將成為多余，當然就成了完完全全的面向對象的控制系統了。

其實，以面向對象來劃分系統在DCS的設計中早已存在，最具代表性的以對象為基礎的控制系統就是DEH（汽輪機數字式電液調節系統）。由于液壓調節系統從汽輪機產生之初就存在了，隨著控制技術的進步，人們逐步用電信號代替了液壓信號，用可靠的電子傳感器代替了機械傳感器，用電子元件邏輯算法代替了各種液壓控制塊，這就產生了DEH。DEH誕生的那一天，就是一個面向對象的控制系統，由于汽輪機是一個非常復雜的被控對象，假如將其模擬量控制和開關量控制分開，各設計一個系統，其復雜程度是難以想象的。DEH由于采用面向對象技術，一般由汽輪機制造商設計完成，也有由DCS廠商生產的DEH，但其控制效果有一定的差距。

三、結語

DCS控制方案是在DAS系統的基礎上，對其性能與結構進行了優化，可以解決傳統控制方案無法處理的問題，其遵循電氣化企業機組控制的規律，而且符合自動控制系統的運行要求。DCS采用的是網絡結構，可以實現數據共享，與面向算法的控制方案相比，有著較強的優越性。

參考文獻：

[1]黃巧林.基于DCS的鍋爐電氣自動控制系統的應用[J].中國電子商務，2011（10）.