電站DCS控制系統的應用

林信桐+劉煦

摘 要 在電站的發電機組控制系統中，DCS控制系統已經被應用了很長時間，也十分的廣泛。本文介紹了DCS系統及其組成，發展的歷程以及發展前景，就DCS控制系統的優點進行分析，希望能夠促進DCS控制系統的改進與發展，以便更好的滿足電站的發展需求。

關鍵詞 DCS；控制系統；應用

中圖分類號 TP39 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0213-02

1 DCS控制系統組成

DCS控制系統通常由人機接口、現場控制站、通訊網絡等3個基本部分組成，基本結構形式如圖1所示。

1.1 人機接口

人機接口指的是計算機和人之間通過輸入和輸出設備進行信息的交換，并建立聯系。其中包括的設備還有服務器、工程師站以及操作員站，它們每個站中又包括一些硬件設備例如：顯示器、鍵盤鼠標、打印機等。不同的廠家這些配置也是千差萬別的，共同點就是這些設備必須要在供電的情況下才能運行。

1.2 現場控制站

現場控制站，是DCS控制的重要組成部分，也就是我們常說的機柜。現場控制站的組成較為復雜，由控制運算處理的單元、開關量輸入與輸出單元和模擬量單元，以及特殊處理單元組成，主要功能是完成生產中的具體控制方案。

1.3 通訊網絡

通訊網絡是DCS控制系統的重要支柱，它把現場控制站和人機接口連成一個系統。DCS控制系統的整個通訊網絡系統都需要供電的，由光纖、交換機、通信模塊、光纖收發器等組成，具有以下特點：快速的實時響應能力，極高的可靠性，適合在惡劣環境下工作，適應DCS控制系統的分層結構。

2 DCS控制系統的發展歷程

20世紀70年代中期，日本的橫河公司、美國的霍尼韋爾公司最早開發出DCS控制系統并投入到工業使用中，自此以后包括FOXBORO，ROSEMOUNT，BAILEY，YAMATAKE等公司相繼研發生產DCS控制系統。1985年，我國引進成套的發電機組，并配置多套進口DCS控制系統，進行試點試驗，經過幾年的消化、創新，第一套全功能的汽輪機數字式。電液控制系統（DEH-III系統）與引進技。術生產的300MW汽輪機配套。1990年1月通過國家鑒定，并在漢川電廠投入使用。隨后，發展越來越迅速，國內“新華公司”“和利時”“浙大中控”等。公司都相繼開發并生產了國產化的DCS控制系統[1]。DCS控制系統發展的3個階段如表1所示。

3 DCS控制系統的優點

3.1 開放性

DCS控制系統的設計具有標準化。、開放式、系列化和模擬化的特點，為了實現信息的傳輸，利用局域網來實現系統中每臺計算機之間的通信，并且逐漸的改進、完善系統的功能等方面。在不影響其它計算機工作的前提下，在局域網中新接入、卸下計算機，并且保證系統運行的時候不會發生意外[2]。

3.2 可靠性

DCS控制系統的功能分散在不同的電腦中、個個計算機單獨操作，不受其它計算機的影響。DCS控制系統的可靠性主要體現在它采用了容錯設計的結構，這樣一來，當其中的一臺電腦的發生故障的情況下，避免對其它電腦產生影響，更加不會影響到電腦本身的其它部件[3]。對于DCS控制系統來說，個個電腦的任務不是一樣的，相互獨立又相互聯系。

3.3 靈活性

使用組態軟件可以為不同的流程。應用對象進行不同的軟件和硬件的配置，使測量與控制信號的聯系更加緊密，將基本圖形調用到控制算法的圖形庫和選擇庫中去，可以更方便的完成控制系統的建設。能夠使靈活的系統更加方便的被使用，且還能保證良好的應用效果[3]。

3.4 易于協調、維護

每個工作站之間能使用通信網絡來傳輸不同數據，共享所擁有的消息，優化系統的整體功能，還可以配合相關工作。DCS控制系統較其它控制系統的區別在于，它使用的是相對較小的特殊計算機或微型計算機，它維護起來比較簡單，使用起來比較容易，在當地或電腦故障，不會影響整個系統進行操作，這樣就可以在線及時更換，解決故障，排除風險。

4 DCS控制系統安全性分析

DCS控制系統安全性主要表現在2個方面：在物理方面，主要在于環境安全和硬件設備方安全。環境的溫度、濕度、通風情況等等都會影響到元件的使用壽命，還可能會影響到工作人員的正常操作。設備安全就包括設備的防損壞，無論是人為的還是非人為的，防盜、防輻射、防鼠等。還需要儲備備用硬件，提高工作人員的正常操作使用知識和安全意識；在網絡安全方面，主要體現在網絡信息的安全，包括身份資料等個人的隱私、傳輸數據的完整性和機密性、遠程訪問的安全。尤其是在接入互聯網之后，網絡安全問題就變得更加的重要，安裝殺毒軟件、安全衛士、防火墻等等措施將DCS內部網絡與外部網絡隔離開來，防止信息的流失、盜用，造成損失。在日常管理方面，首先操作人員必須經過嚴格的考試篩選之后才能被擬錄用，需要有相應的資格證書。還需要對新招的員工進行培訓，提高操作人員的技術培訓的強度和技術水平，加強操作人員在安全方面的培訓，加強操作人員安全意識防范。其實日常的檢查與記錄是很重要的，定期檢查，作好記錄并存檔存盤，有異常問題及時匯報處理解決，防止危害的發生。？

5 結論

目前，隨著科學技術的快速發展，電力工業在整個國民經濟中占很大的比重，DCS控制系統應用越來越廣泛，在電站運行過程中也起著極其重要的作用，所以DCS控制系統必須要安全可靠，在此基礎上解決速度和操作方便等問題，以便于更好的滿足電站的發展需求。

參考文獻

[1]楊松柏，方坤，余學康.DCS集散控制系統安全性淺析[J].儀器儀表用戶，2016，23（2）：22-24.

[2]李培植，朱慶明.我國電站DCS、DEH控制系統的發展前景[C]//中國動力工程學會成立四十周年文集，2002：230-237.

[3]張璐璐.DCS控制系統在電廠的應用和改進[J].科技創新與應用，2015（3）：76-78.