淺談電廠DCS自動控制系統的運用分析

楚俊發,張月亮（鄭州市鄭東新區熱電有限公司,鄭州　450000）

淺談電廠DCS自動控制系統的運用分析

楚俊發,張月亮
（鄭州市鄭東新區熱電有限公司,鄭州450000）

摘要：近年來，隨著發電行業綜合自動化水平的不斷提高以及信息化建設的不斷發展，使得越來越多的火電廠迫切需要建設適合自己的廠級監控信息系統（SIS），并且需要運用這個系統來實現本廠生產效率提高和生產安全性增強的目的，最終實現廠內信息系統和各類集散控制系統之間的信息共享。而在大型火電廠，DCS是其目前應用較為廣泛的一種控制系統，這種控制系統能夠將計算機系統和發電機組控制進行模式結合，這樣就能提高電廠的自動化水平，增強電廠系統的安全系數，以便減少不必要的浪費。而本文對電廠DCS自動控制系統進行了介紹，結合公司運用實例來分析電廠DCS自動控制系統的應用問題。

關鍵詞：電廠；DCS自動控制系統；自動控制系統；運用分析

0　引言

隨著DCS控制技術的不斷發展，DCS的使用性能不斷提高，價格逐年下降，因而在電廠自動控制系統中獲得了較好的應用前景。而正因為DCS的低成本、高性能，DCS逐步開始在小型電廠應用。所以，對DCS自動控制系統的運用進行研究和分析，具有極其重要的現實意義[1]。

1　DCS自動控制系統及其組成

DCS的英文縮寫是DistributedControlSystem，這個系統的組成包括DAS和MCS兩個部分，其中的DAS部分一般是用于運行參數實時監測，而相對于DAS部分而言，MCS部分則是用于模擬量控制。操作員站是由工業微機配以外設所組成，它的可靠性極高，站上具體運行的軟件一般情況下是HS2000系統專用的實時監控軟件，其具備了圖形顯示與會話、報表打印、報警顯示與管理、系統庫管理、追憶庫管理、歷史庫管理等多種功能。一般情況下，工程師站和操作員站共同使用一臺微機，而工程師站和操作員站配以HS2000組態軟件包，可以實現供用戶應用系統的使用組態現場控制站相比于另外兩個站而言，是DCS系統具體完成現場測拉的重要站點。而現場控制站是由主控模塊、專用機柜、智能I/O模塊以及電源模塊這四部分共同組成的。該站和另外兩個站點不同的是，這個站點主要完成信號的轉換、處理以及控制運算這兩個功能[2-3]。

當然，除了DCS普遍擁有的DAS與MCS兩個系統外，還有順序控制系統（SCS）與爐膛安全監控系統（FSSS），在這里不作一一講述。

2　電廠DCS自動控制系統的運用分析

2.1DCS系統在控制方面的應用

計算機、CRT和相應的外圍設備共同組成了主控機。主控機一般情況下安裝在主控室內，CRT則是能夠顯示系統運行狀態、實時設備參數以及各種操作指導，與此同時，CRT還可以同時或單獨地提供報告。CRT對于電廠的警報系統具有極大的作用，這是因為，當模擬量超過限定值時，CRT能夠顯示相應的警報信息同時還可以將警報信息打印出來[4]。例如我公司中對于鍋爐運行的控制，可以采用DCS自動控制系統對鍋爐的相關運行參數進行自動控制。鍋爐運行的控制主要的目的是為了確保鍋爐安全、經濟運行的條件下，連續不斷地向汽輪機提供合格的蒸汽，以確保外界負荷的需要。系統內部CRT可以實現對鍋爐運行狀態及運行參數等的指導，來保持鍋爐運行的穩定性。

現場控制級則主要由PLC與檢測裝置組成，PLC可以同時實現對設備的控制及與各上位機的通信。電機控制裝置一般則由斷路器、大功率接觸器、顯示板等組成，它的控制電路由PLC控制，通過實現電機正反轉，從而達到控制流量、溫度、壓力等目的。

2.2DCS系統在通信部分的應用

DCS系統各個單元之間的通信一般采用主從的工作方式，簡單的來說，網絡操作單元是主站，而現場監控單元是從站。通信從主站發出，只能與任一臺從站之間進行通信，而兩臺從站之間的直接通信是不被允許的，假如通信需要從主站中轉，那么現場監控單元需要采用PC總線接插板技術，并且需要配有一塊內部的RS-485通信卡。通信卡一般是通過使用光電隔離與電源隔離等技術來增強外界干擾，提高系統穩定性[5]。例如我公司在氣機運行的系統中，采用實時的通信主干網來配置冗余的工業級交換機，通過網線把機爐電子間、工程師室、集控室以及相關輔助車間的各個控制設備進行通信的統一，構成了一個相對完整的分布式控制系統，并且所有的站點可以通過交換機直接進行上網。

2.3DOS的優勢

（1）DCS系統的最大優勢在于可以將系統分散，這是因為DCS系統采用的微處理器可以實現對每一個小范圍的任務進行控制，再加上這種微處理器的數量十分龐大，使得全部區域都得以覆蓋，并且這樣的并聯結構可以在某個微處理器出現故障時，不會影響到整個系統的正常運行。

（2）DCS系統的優點之二在于可以縮小控制室尺寸以及控制表盤的長度，提高工作的效率。而相應尺寸的縮小便是控制系統所需電纜及各類設備數量的減小，降低了電廠的設備成本。與此同時，這種先進技術的使用，可以減少設備運行對設備廠商的依賴，使得電廠獲得較大的獨立性，減少了儀器控制人員的培訓費用[6]。

3　結語

綜上所述，DCS系統的引進及運用將實現電廠電氣部分自動化，并實現電廠信息資源的共享，這樣便使得整個電力系統在自動化水平將登上一個新臺階，與此同時，DCS系統還提高了生產的可靠性與安全性，使得電廠在此行業的競爭力大大增強。

參考文獻：

[1]鄭友.淺談電廠DCS系統的選擇及其未來發展[J].黑龍江科技信息,2010(10):25.

[2]宋笑妍.基于以太網的電廠DCS控制系統研究[J].科學與財富,2014 (07):336-336.

[3]開雙龍.電廠DCS的發展及應用問題[J].廣東科技,2012,21(11) :98-99.

[4]田永豐.提升電廠DCS系統可靠性與抗干擾性的措施[J].企業技術開發（下半月）,2013,32(06):123-124.

[5]雷璐源.淺析電廠DCS控制系統故障分析及應對措施[J].軍民兩用技術與產品,2014(17):33-33.

[6]郭春秀.芻議DCS自動控制系統軟件體系的設計與實現[J].河南科技,2013(12):17,34.