DCS对火电厂的影响范文

《电气时代》2014年第五期

一、DCS的发展

按照纵向进行划分，可以将DCS分为过程控制级、过程管理级、生产管理级以及经营管理级。在功能上，DCS正在朝着上下两个方面发展，向上是发展到SIS，向下是发展到FCS，从而实现DCS的彻底分散。就现场总线技术的DCS来说，其中的现场总线技术是针对智能化现场设备以及自动化系统中的通信技术，它具有开放、数字化以及多接点的特点，该技术的出现为DCS系统向着底层的发展提供了基础。对于简单的控制系统来说，通过现场总线即可实现设备间的信息交换，实现自动化控制，有效节省电缆。就电厂信息监管系统来说，其出现使得DCS向上层发展成为可能，电厂能够顺利实现全部的过程控制。具体来讲，SIS具有四种主要功效：一是对全厂的生产过程进行信息化管理；二是对火电厂的经济信息进行实时处理并对成本进行在线计算；三是实现了竞价上网处理系统；四是能够对机组之间的负荷进行经济分配。

二、DCS在火电厂中的应用

1.DCS信号流程根据不同的安装位置，可以将过程控制的仪表分为现场仪表、架装仪表以及盘装仪表。DCS中现场仪表包括现场变送器以及执行器；架装表为过程控制装置；盘装仪表为人机接口装置。在进行控制系统设计时，首先需要对DCS中的各类信号进行分析，对它们产生、转换以及输出的原理进行研究。主机DCS主要硬件配置如表1所示。以下对几个主要信号的流程进行说明。1）信号输入的过程。现场信号进入到DCS通常需要经过以下步骤：温度、流量、压力等物理信号首先经过测量仪表转变成为电信号。常见的模拟量信号有电阻、电压及电流等。然后，现场信号通过信号电缆被引到接线端子上，接线端子位于控制机柜上，该柜还具有信号处理的能力。最后，被汇总的信号被传送到模拟量输入模件，经过模数转换成为数字量。2）信号的输出过程。信号经过控制器的运算后送到现场进行设备动作的控制。首先，通过输入输出总线，控制器输出的数字量被送至模拟量的输出模件，同时数字量被转换成开关量。然后，该开关量信号被送到接线端子板上，通过信号电缆的传送，输出信号可以实现对生产现场控制设备的动作控制。3）操作员站的显示过程。首先，操作员站将相应的数据请求发送至相应的控制器。随后，数据通过DCS被发送到控制网络上。最后，所需的数据被显示在操作员站。2.DCS的应用过程首先需要对DCS进行选型，在项目的准备阶段，需要完成项目规模及投资的预算。据此确定出DCS所需要实现的功能以及系统的I/O点数，并给出系统的配置，对工程进行概算，值得注意的是，仅仅用优劣来对DCS进行判断是不合理的，尤其是针对不同的系统，无法直接进行评价。从使用功能的角度分析，需要从过程控制站、操作员站及通信网络等方面进行综合比较，从中选择出性价比最高的DCS。其次是系统的设计，就方案的设计来说，要与生产工艺的具体流程相结合，对选定的DCS进行软硬件配置的确定。就工程设计来说，完成的主要任务是：工程图样的设计和DCS应用软件的设计。最后是DCS组态。在系统的配置组态方面，主要包括：工程师站、操作员站、相关的配置信息、卡件信息以及电源布置等。在实时数据的库组态方面，主要包括两部分的数据点信息：一是控制采集点，一是中间计算点。其中，前者表示输入输出清单的内容，后者表示控制运算过程中产生的中间点。这两种数据点都需要在相应的数据库中占有记录位置。

三、DCS存在的缺陷

在故障分散方面，由于生产集散控制系统的厂家较多，大部分的装置都没有按照预期程序进行故障分散工作。在工作过程中，常常会出现设备停止工作的现象，但这种停止工作的现象在传统体系中发生的较少。因此，DCS越与传统的仪表控制系统相接近，多功能控制器等承担的任务将会在地域的分布上越分散，这将会更有利于故障的分散。控制室的尺寸以及表盘的长度。尽管市面上的体系都能够实现减少控制室规格的功能，但同时也扩大了电子室的规格。电缆方面的问题。体系在运行过程中，需要投入较高的装置成本，同时还需要配置相应的空调、防尘器等设备，这些设备通常是通过电缆的连接分布到电子室中。这样就会加大电缆资金的投入。机组在运行过程中对仪表控制等设备制造厂商的依赖依然很强。由于DCS系统的使用时间还不是很长，依然存在很多技术盲点，导致使用存在局限性，因此，在使用过程中并没有降低对商家的需要。另一方面，在培训员工上的投资也有所增加。DCS系统的灵活性、相关组态的便捷性以及系统是否可扩展。目前，很多系统属于离线组态，在工程师站进行编程，经过编译后即可下载。对于有些系统来说，这一过程需要较长时间，尤其是调试过程所需时间很长。最后，在数据的统一管理上，不论是过程中发生的数据还是以前的数据，DCS系统能够管理历史数据以及实施数据，同时实现性能的计算等功能，最终将过程控制推向更高的领域。

四、结束语

重点论述了集散控制系统在火电厂中的应用，首先分析了该系统的特点，然后对其应用的具体过程进行了研究，最后对其存在的问题和未来的发展进行了分析。

作者：胡国力单位：北京华深中色科技发展有限公司