浅谈电厂DCS自动控制系统的运用分析

楚俊发,张月亮（郑州市郑东新区热电有限公司,郑州　450000）

浅谈电厂DCS自动控制系统的运用分析

楚俊发,张月亮
（郑州市郑东新区热电有限公司,郑州450000）

摘要：近年来，随着发电行业综合自动化水平的不断提高以及信息化建设的不断发展，使得越来越多的火电厂迫切需要建设适合自己的厂级监控信息系统（SIS），并且需要运用这个系统来实现本厂生产效率提高和生产安全性增强的目的，最终实现厂内信息系统和各类集散控制系统之间的信息共享。而在大型火电厂，DCS是其目前应用较为广泛的一种控制系统，这种控制系统能够将计算机系统和发电机组控制进行模式结合，这样就能提高电厂的自动化水平，增强电厂系统的安全系数，以便减少不必要的浪费。而本文对电厂DCS自动控制系统进行了介绍，结合公司运用实例来分析电厂DCS自动控制系统的应用问题。

关键词：电厂；DCS自动控制系统；自动控制系统；运用分析

0　引言

随着DCS控制技术的不断发展，DCS的使用性能不断提高，价格逐年下降，因而在电厂自动控制系统中获得了较好的应用前景。而正因为DCS的低成本、高性能，DCS逐步开始在小型电厂应用。所以，对DCS自动控制系统的运用进行研究和分析，具有极其重要的现实意义[1]。

1　DCS自动控制系统及其组成

DCS的英文缩写是DistributedControlSystem，这个系统的组成包括DAS和MCS两个部分，其中的DAS部分一般是用于运行参数实时监测，而相对于DAS部分而言，MCS部分则是用于模拟量控制。操作员站是由工业微机配以外设所组成，它的可靠性极高，站上具体运行的软件一般情况下是HS2000系统专用的实时监控软件，其具备了图形显示与会话、报表打印、报警显示与管理、系统库管理、追忆库管理、历史库管理等多种功能。一般情况下，工程师站和操作员站共同使用一台微机，而工程师站和操作员站配以HS2000组态软件包，可以实现供用户应用系统的使用组态现场控制站相比于另外两个站而言，是DCS系统具体完成现场测拉的重要站点。而现场控制站是由主控模块、专用机柜、智能I/O模块以及电源模块这四部分共同组成的。该站和另外两个站点不同的是，这个站点主要完成信号的转换、处理以及控制运算这两个功能[2-3]。

当然，除了DCS普遍拥有的DAS与MCS两个系统外，还有顺序控制系统（SCS）与炉膛安全监控系统（FSSS），在这里不作一一讲述。

2　电厂DCS自动控制系统的运用分析

2.1DCS系统在控制方面的应用

计算机、CRT和相应的外围设备共同组成了主控机。主控机一般情况下安装在主控室内，CRT则是能够显示系统运行状态、实时设备参数以及各种操作指导，与此同时，CRT还可以同时或单独地提供报告。CRT对于电厂的警报系统具有极大的作用，这是因为，当模拟量超过限定值时，CRT能够显示相应的警报信息同时还可以将警报信息打印出来[4]。例如我公司中对于锅炉运行的控制，可以采用DCS自动控制系统对锅炉的相关运行参数进行自动控制。锅炉运行的控制主要的目的是为了确保锅炉安全、经济运行的条件下，连续不断地向汽轮机提供合格的蒸汽，以确保外界负荷的需要。系统内部CRT可以实现对锅炉运行状态及运行参数等的指导，来保持锅炉运行的稳定性。

现场控制级则主要由PLC与检测装置组成，PLC可以同时实现对设备的控制及与各上位机的通信。电机控制装置一般则由断路器、大功率接触器、显示板等组成，它的控制电路由PLC控制，通过实现电机正反转，从而达到控制流量、温度、压力等目的。

2.2DCS系统在通信部分的应用

DCS系统各个单元之间的通信一般采用主从的工作方式，简单的来说，网络操作单元是主站，而现场监控单元是从站。通信从主站发出，只能与任一台从站之间进行通信，而两台从站之间的直接通信是不被允许的，假如通信需要从主站中转，那么现场监控单元需要采用PC总线接插板技术，并且需要配有一块内部的RS-485通信卡。通信卡一般是通过使用光电隔离与电源隔离等技术来增强外界干扰，提高系统稳定性[5]。例如我公司在气机运行的系统中，采用实时的通信主干网来配置冗余的工业级交换机，通过网线把机炉电子间、工程师室、集控室以及相关辅助车间的各个控制设备进行通信的统一，构成了一个相对完整的分布式控制系统，并且所有的站点可以通过交换机直接进行上网。

2.3DOS的优势

（1）DCS系统的最大优势在于可以将系统分散，这是因为DCS系统采用的微处理器可以实现对每一个小范围的任务进行控制，再加上这种微处理器的数量十分庞大，使得全部区域都得以覆盖，并且这样的并联结构可以在某个微处理器出现故障时，不会影响到整个系统的正常运行。

（2）DCS系统的优点之二在于可以缩小控制室尺寸以及控制表盘的长度，提高工作的效率。而相应尺寸的缩小便是控制系统所需电缆及各类设备数量的减小，降低了电厂的设备成本。与此同时，这种先进技术的使用，可以减少设备运行对设备厂商的依赖，使得电厂获得较大的独立性，减少了仪器控制人员的培训费用[6]。

3　结语

综上所述，DCS系统的引进及运用将实现电厂电气部分自动化，并实现电厂信息资源的共享，这样便使得整个电力系统在自动化水平将登上一个新台阶，与此同时，DCS系统还提高了生产的可靠性与安全性，使得电厂在此行业的竞争力大大增强。

参考文献：

[1]郑友.浅谈电厂DCS系统的选择及其未来发展[J].黑龙江科技信息,2010(10):25.

[2]宋笑妍.基于以太网的电厂DCS控制系统研究[J].科学与财富,2014 (07):336-336.

[3]开双龙.电厂DCS的发展及应用问题[J].广东科技,2012,21(11) :98-99.

[4]田永丰.提升电厂DCS系统可靠性与抗干扰性的措施[J].企业技术开发（下半月）,2013,32(06):123-124.

[5]雷璐源.浅析电厂DCS控制系统故障分析及应对措施[J].军民两用技术与产品,2014(17):33-33.

[6]郭春秀.刍议DCS自动控制系统软件体系的设计与实现[J].河南科技,2013(12):17,34.