分散控制系統（DCS）在電廠電氣自動化的應用分析

摘 要：近年來我國工業生產水平有了大幅度的提升，在工業生產過程中分散控制系統大范圍的開始應用，特別是在電廠電氣自動化控制中的應用，分散控制系統以其成熟的技術及強大功能，有效的提高了電廠電氣自動化的水平，為電廠安全、穩定的運行奠定了良好的基礎。文中從分散控制系統的現狀、發展入手，分析了分散控制系統的特點，并進一步對DCS在電氣自動化中的應用進行了具體的闡述。

關鍵詞：電廠；分散控制系統；電氣自動化；特點；應用

分散控制系統也稱為DCS，其核心為多個微處理器，作為過程控制采集站，其在國家電廠自動化控制中應用越來越廣泛，無論在應用經驗還是在運行效果上都取得了非常好的效果。將分散控制系統在電廠電氣自動化中進行應用，有效的提高了電廠單元機組熱工自動化的水平，更好的適應了當前電廠電氣自動化的發展需求，為電廠機組安全穩定的運行奠定了良好的基礎。

1 分散控制系統的現狀與發展

1.1 DCS的起源與應用

分散控制系統最先應用是在上世紀八十年代中期始于美國，后來在工業技術不斷發展和創新過程中，分散控制系統在應用過程中不斷完善，不僅積累了眾多的應用經驗，而且其應用開始向更深的范圍擴展，已不僅僅將其應用在鍋爐和汽輪機的熱工監視中，在發電機組發電、配電及供電過程中的應用也越來越廣泛。當前我國已掌握了分散控制系統的成套使用方法，而且在具體應用中也取得了非常好的成效。而且在分散控制系統的應用過程中，使分散控制系統不斷完善和優化，這對電廠機組的正常安全運行起到了非常好的保障作用。

1.2 DCS的發展

隨著分散控制系統應用技術的越來越完善，當前分散控制系統功能已經從橫向和縱向兩個方面取得了較好的擴展，在縱向延伸上，使現場總線技術開始出現，這是一項具有開放性、數字化和多節點的通信技術，主要以智能化的現場設備和系統為主，通過現場的設備和數字量信息運行中進行交換，從而實現雙方之間的控制和共享，有效的規避了單一電纜單一傳輸過程中存在的弊端。現場技術的產生，主要是由于現場模擬儀表在使用過程中存在著速度慢、成本高及精準度低等問題，而且無法有效的與數字技術的計算機控制現狀相符，因此將分散控制系統應用到就地儀表設備中，實現控制功能塊的有效組合。但這項技術屬于一項新生事物，還沒有統一的標準作為其運行的依據，因此還需要進一步加快對其推廣和改進的步伐。

2 分散控制系統的特點

由于分散控制系統具有非常高的可靠性，而且具有較好的監視功能和擴展性，更易于進行編程，在系統維護方面也具有較好的便利性，在對其進行不斷應用過程中，這些特點更為顯著的體現出來。

2.1 可靠性高

在分散控制系統中，主要依托于分散結構可以確保系統的可靠性這一理念，分散結構主要通過分散的系統功能和分散的地理位置這兩個方面更好的表現出來，利用這種結構有利于更好的將系統的危險性進行分散，即使運行過程中部分設備存在故障，其他設備也能夠保持正常運行的狀態。同時一些關鍵設備還進行了冗余配置，即在控制器、電源及通信設備中設置冗余設備，這在一定程度上有效的提高了系統的可靠性。在運行過程中一旦主要設備出現故障，則后備設備則能夠立即接替主設備保持繼續的工作狀態，保證了系統運行的連續性，有效的提高了系統的利用率。

2.2 監視與擴展性能較好

分散控制系統中具有非常良好的人機交互界面，現場操作主要是利用高智能操作員站來完成，能夠對整個操作過程中進行直觀觀測。遞階數據通信網絡系統主要由高度集成化的硬件、模塊化的設備接口、標準化和靈活性的系統，有效的實現了通信的分層化，為分散控制系統拓展性能的發揮提供了非常好的條件。

2.3 編程容易以及系統維護方便

分散控制系統中利用自動生成文件的控制圖形界面和功能碼控制組態來進行編輯，這使編程更為容易，對編程能力的要求較低，而且編程質量較為可靠。同時，處理具有自我診斷功能，系統運行過程中自診斷程序也會同時運行，這為系統維護帶來了較多的方便，而且維護時間較短。

3 DCS在電氣自動化中的應用

電廠電氣自動化系統已成為電氣運營管理的必然發展模式，有效的提高了電廠自動化的水平，而且為新建和改建相關領域的投資空間奠定了良好的基礎。通過將分散控制系統在電氣自動化中進行應用，能夠為電廠電氣綜合自動化系統提供重要的技術保障和支持，實現了電廠的環節控制，確保了電廠經營管理水平的全面提升，有效的促進了電廠綜合自動化系統技術的發展。而且在電氣自動化不斷完善過程中，分散控制系統對于電力企業的科學化管理也起了非常重要的意義，有效的推動了國內電力企業生產管理決策支持系統的發展，而且對提高我國工業水平的快速發展也起到了非常重要的作用。

將分散控制系統在電氣控制系統中進行有效的應用，需要確保電氣控制的主要功能建立在原有微機數字化裝置基礎之上。利用數字化處理來有效的應對電廠電氣控制系統中一些常見故障，一些設備的工作狀態和動作情況也能夠利用通訊方式及時傳遞到分散控制系統中來。電氣控制系統和分散控制系統保持獨立的運行狀態，從而有效的確保了電廠電氣系統運行的安全。

在DCS系統實現中，電氣系統輸入信息以及輸出指令都應當以通訊方式實現，除了可以確保系統運行獨立、安全以外，還能夠節約在DCS系統建設中所需要的電線電纜以及I/O接口節點。除此以外，輸入DCS系統當中的相關信息將用于機組綜合控制和全廠信息系統，如機組自啟停控制系統，在機組啟動前，綜合檢查包括電氣系統在內的整個機組的啟動條件，在汽輪機轉速達到額定轉速標準后啟動勵磁系統，定速狀態下啟動自動同期裝置，實現發電機與電網的并列運行。而在運行達到一定負荷標準后，可以通過自動或者是人為的方式，干預進行產用電的切換工作。停機狀態下，主控回路傳遞相應的控制指令，操作電氣系統切換至關閉狀態。在這一控制方式下，專門控制裝置的性能優勢以及數字化裝置的通訊優勢得到了很好的發揮，系統整體結構更加的實用與經濟。同時，分散控制與信息集中相互配合，使得整個系統具有較好的聯動特點。另外，清晰的界面為電氣和熱工控制帶來了更多的便利，在調試、維護和檢修方面可以按照傳統的模式進行。

4 結束語

在我國工業生產快速發展的新形勢下，分散控制系統在電氣自動化中的應用越來越完善和成熟，有效的提高了電廠電氣自動化的水平，為我國電力企業的健康、有序發展起到了重要的促進作用。而且分散控制系統有效的與電氣自動化進行結合，并在電廠中進行應用，不僅進一步對電氣自動化系統的運行狀態進行了改善，而且分散控制系統的優勢也能夠更充分的體現出來，確保了電廠機組運行的安全性和可靠性。

參考文獻

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