对电厂DCS自动控制系统的运用浅析

邹青

【摘 要】在发电行业不断的发展信息化建设和不断的提高综合的自动化水平，越来越多的火电厂被迫开始利用现代化的技术发展自己的产业，并且能够运用这个产业系统来加强生产过程中的安全性和提升生产效率，以及将全厂的多种分散的控制系统和厂内的总控制系统进行资源共享，所以建设一个大规模的监控信息系统（SIS）是许多火电厂首先要做的。在火电厂中运用这种系统可以提升电厂系统的安全系数，提高电厂系统的自动化水平，从而把浪费进一步降低。这篇文章结合公司实际情况，根据实例分析介绍了DCS控制系统的运行以及应用问题。

【关键词】DCS；自动控制；系统；运用；分析

0 前言

在不断的发展DCS控制技术的情况下，近几年DCS的价格在不断下降但是性能和控制技术却在不断提高，所以它在自动控制系统中的前景会变得越来越好。由于DCS的优越性能和廉价的成本，许多小型电厂中也开始应用DCS，由此可见，分析研究DCS系统的应用具有非常重要现实意义的。

1 DCS的组成及自动的控制系统

DCS是由MCS和DAS两部分组成的自动控制系统，它是（ Di stri buted Control System）的英文缩写，这两部分分管不同的功能，控制模拟量的是属于MCS部分，而相对与DAS来说，实时监测参数的则是属于DAS部分。操作员站属于DCS的模拟控制部分并且是由工业微机配以外的设所构成的，通常情况下组成它的软件是集历史库管理、追忆库管理、报表打印、图形显示、报警显示、图形会话、报警管理等功能于一体的HS2000软件，这款软件是一种专门用于实时监控的软件，这就使得是的操作员站具有了极高的可靠度。在操作员站和工程师站不仅都配带HS2000软件包还共用一个计算机，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，专用机柜、主控模块、电源模块以及智能 I /O 模块组成了现场控制站。它主管处理交换信号、控制以及处理运算，这是现场控制站不同于另外两个控制站的地方，也是它的主要特点。当然了，DCD除了具有DAS和MCS外，DCS还具有安全监测炉膛（FSSS）和控制顺序（SCS）两个系统，这两个系统相对简单，所以在此就不作解释。

2 DCS 具有的特点

2.1 可靠性极高

DCS可以对不同每台计算机进行独立的操作得益于它的控制系统的功能是独立分散在每台不同的计算机上。正是由于在结构方面DCS采用了这种容错设计，所以当一台计算机出故障时，其他计算机还可以正常工作，不会受到任何牵连，并且系统中其他的功能也不会受到丝毫影响。因为每台计算机在DCS系统中只是做比较简单的任务，所以每台计算机上的软件和结构都有所不同，每台计算机都有独特的部分，这样便极大的提高了每台计算机的可靠度。

2.2 极高的开放性

DCS系统的特点是标准化、模拟化、系列化和开放式，在DCS系统中计算机之间是通过局域网进行通信与信息传输的，并且可以随时的不断的进行改变系统功能和扩充系统功能。正是由于这种特点使得在新增加计算机的卸下和接人时非常的方便快捷，并且还不会影响其它计算机工作，这样就减少了系统工作时出现的问题。

2.3 具有灵活性

为了更快捷方便的构建控制系统，利用组态软件可以将不同流程进行不同的软硬件组态，将控制信号和测量信号联系起来，利用图形库和控制算法库制造出一个可以实时监控并且当发生故障时可以及时报警的画面，呈现在计算机上。系统越灵活就能使其使用就越便捷，系统的效果也会被更好的保障。

2.4 维护简单

因为DCS 系统采用的并不是大型计算机，而是小型或专用计算机，所以它的维护十分简单，使用也很方便，当计算机或其某部分出现问题时，在线进行及时的更换就不会对整个系统的运行产生影响，并且还可以及时的修复和迅速解除故障。

2.5 工作协调性

各工作站之间的信息的共享和进行数据的传输是通过通信网实现的，这样可以优化系统的总体功能，协调相关工作。

2.6 齐全的控制功能

DCS控制系统有着丰富的控制算法，它将批处理控制、连续控制、顺序控制集合在一起，融合了自适应、前馈、串级还有预测控制等先进控制，这样就使一些特殊的算法可以更方便加入。

3 运用分析电厂的自动化DCS控制系统

3.1 在控制方面是DCS系统的应用

主控机是由CRT、计算机和外围设备组成，把主控机安装在主控室里，系统的操作指导、实时参数和运行状态，都是由CRT显示以及提供报告。与之同时，报告还能够单独或同时被CRT提供。当模拟量超过规定指标时，CRT就会显示报警同时将相应的信息打印出来，所以CRT对电厂报警系统有着极大的作用。比如说我公司的锅炉就可以采用DCS系统来自动控制锅炉的有关参数的运行。锅炉的最终作用是在确保源经济运行和锅炉安全的情况下，向汽轮机源源不断的提供合格的蒸汽，以满足外界的需求，而在这一过程中锅炉的稳定性以及运行参数和运行状态的指导依靠的就是CRT系统。现场控制级则主要由PLC与检测装置组成，PLC不仅能控制设备还可以进行与上位机的通信。PLC控制着由显示板、断路器、大功率接触器组成的电机控制装置，这种装置能控制电机，进而控制温度、压力、流量等其他量。

3.2 在通讯部分DCS系统的应用

DCS系统在通讯方面的工作方式是主从式的，就是把现场监控和网络操作两个不同的单元分别叫做从站和主站，通信由主站发出，只能发向任意的一个从站并与之相互通信，绝对不允许直接通讯发生在两台从站之间，如果需要主站中转通信，那么现场监控单元内部就需要一个RS-485的通信卡，然后使用PC总线接插板技术来进行通信。为了使系统更加稳定，通信卡都要通过电源和光电隔离技术来使外界干扰变强。就拿我们公司来说，在气机运行的过程当中，冗余的交换机就是采用实时通信网来进行配置的，工程师室、机炉电子间、集控室等车间的通信统一就是通过网线实现的，有了交换机全部站点都可以通过它直接上网，这种分布式的控制系统就变得比较完整且统一。

3.3 DCS具有的优势

1）DCS统最值得一提的优点是它有非常多的微处理器，从而能够使系统变得分散，这种处理器的控制范围可以精确到很小，所以对每个小范围的任务就能很容易的控制，另外因为有着庞大数目的处理器，所以可以覆盖到全部区域。由于是并联的结构，所以当某个区域出问题时，整个系统的运行却不受影响。

2）DCS系统还有一个优点就是他可以将控制表盘的长度和控制室的尺寸减小，这样一来，控制系统所需的各种设备和电缆的数量也随之减少，从而提高了工作效率，同时减少了设备的成本。与此同时随着先进技术的使用，电厂对设备厂商的依赖性大大降低，其本身的独立性得到提高，另外培训仪器控制人员产生的费用也大大减少。

4 结束语

如上所说，由于DCS系统的运用和引用，部分电厂电气的自H动化将会被实现，并且共享电厂的信息资源也会被实现，这样在自动化水平上整个电力系统就会迈上更高的舞台，DCS系统的生产的安全性和可靠性得到了很大程度的提高，也大大增强了电厂在所处行业的竞争力。

【参考文献】

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

[2]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，2013（09）.

[责任编辑：王伟平]