分散控制系統(tǒng)（DCS）在電廠電氣自動(dòng)化的應(yīng)用分析

摘 要：近年來我國工業(yè)生產(chǎn)水平有了大幅度的提升，在工業(yè)生產(chǎn)過程中分散控制系統(tǒng)大范圍的開始應(yīng)用，特別是在電廠電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，分散控制系統(tǒng)以其成熟的技術(shù)及強(qiáng)大功能，有效的提高了電廠電氣自動(dòng)化的水平，為電廠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。文中從分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展入手，分析了分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，并進(jìn)一步對(duì)DCS在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：電廠；分散控制系統(tǒng)；電氣自動(dòng)化；特點(diǎn)；應(yīng)用

分散控制系統(tǒng)也稱為DCS，其核心為多個(gè)微處理器，作為過程控制采集站，其在國家電廠自動(dòng)化控制中應(yīng)用越來越廣泛，無論在應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還是在運(yùn)行效果上都取得了非常好的效果。將分散控制系統(tǒng)在電廠電氣自動(dòng)化中進(jìn)行應(yīng)用，有效的提高了電廠單元機(jī)組熱工自動(dòng)化的水平，更好的適應(yīng)了當(dāng)前電廠電氣自動(dòng)化的發(fā)展需求，為電廠機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展

1.1 DCS的起源與應(yīng)用

分散控制系統(tǒng)最先應(yīng)用是在上世紀(jì)八十年代中期始于美國，后來在工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新過程中，分散控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中不斷完善，不僅積累了眾多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，而且其應(yīng)用開始向更深的范圍擴(kuò)展，已不僅僅將其應(yīng)用在鍋爐和汽輪機(jī)的熱工監(jiān)視中，在發(fā)電機(jī)組發(fā)電、配電及供電過程中的應(yīng)用也越來越廣泛。當(dāng)前我國已掌握了分散控制系統(tǒng)的成套使用方法，而且在具體應(yīng)用中也取得了非常好的成效。而且在分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，使分散控制系統(tǒng)不斷完善和優(yōu)化，這對(duì)電廠機(jī)組的正常安全運(yùn)行起到了非常好的保障作用。

1.2 DCS的發(fā)展

隨著分散控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的越來越完善，當(dāng)前分散控制系統(tǒng)功能已經(jīng)從橫向和縱向兩個(gè)方面取得了較好的擴(kuò)展，在縱向延伸上，使現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)開始出現(xiàn)，這是一項(xiàng)具有開放性、數(shù)字化和多節(jié)點(diǎn)的通信技術(shù)，主要以智能化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)為主，通過現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備和數(shù)字量信息運(yùn)行中進(jìn)行交換，從而實(shí)現(xiàn)雙方之間的控制和共享，有效的規(guī)避了單一電纜單一傳輸過程中存在的弊端?，F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)的產(chǎn)生，主要是由于現(xiàn)場(chǎng)模擬儀表在使用過程中存在著速度慢、成本高及精準(zhǔn)度低等問題，而且無法有效的與數(shù)字技術(shù)的計(jì)算機(jī)控制現(xiàn)狀相符，因此將分散控制系統(tǒng)應(yīng)用到就地儀表設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)控制功能塊的有效組合。但這項(xiàng)技術(shù)屬于一項(xiàng)新生事物，還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)作為其運(yùn)行的依據(jù)，因此還需要進(jìn)一步加快對(duì)其推廣和改進(jìn)的步伐。

2 分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

由于分散控制系統(tǒng)具有非常高的可靠性，而且具有較好的監(jiān)視功能和擴(kuò)展性，更易于進(jìn)行編程，在系統(tǒng)維護(hù)方面也具有較好的便利性，在對(duì)其進(jìn)行不斷應(yīng)用過程中，這些特點(diǎn)更為顯著的體現(xiàn)出來。

2.1 可靠性高

在分散控制系統(tǒng)中，主要依托于分散結(jié)構(gòu)可以確保系統(tǒng)的可靠性這一理念，分散結(jié)構(gòu)主要通過分散的系統(tǒng)功能和分散的地理位置這兩個(gè)方面更好的表現(xiàn)出來，利用這種結(jié)構(gòu)有利于更好的將系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行分散，即使運(yùn)行過程中部分設(shè)備存在故障，其他設(shè)備也能夠保持正常運(yùn)行的狀態(tài)。同時(shí)一些關(guān)鍵設(shè)備還進(jìn)行了冗余配置，即在控制器、電源及通信設(shè)備中設(shè)置冗余設(shè)備，這在一定程度上有效的提高了系統(tǒng)的可靠性。在運(yùn)行過程中一旦主要設(shè)備出現(xiàn)故障，則后備設(shè)備則能夠立即接替主設(shè)備保持繼續(xù)的工作狀態(tài)，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性，有效的提高了系統(tǒng)的利用率。

2.2 監(jiān)視與擴(kuò)展性能較好

分散控制系統(tǒng)中具有非常良好的人機(jī)交互界面，現(xiàn)場(chǎng)操作主要是利用高智能操作員站來完成，能夠?qū)φ麄€(gè)操作過程中進(jìn)行直觀觀測(cè)。遞階數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由高度集成化的硬件、模塊化的設(shè)備接口、標(biāo)準(zhǔn)化和靈活性的系統(tǒng)，有效的實(shí)現(xiàn)了通信的分層化，為分散控制系統(tǒng)拓展性能的發(fā)揮提供了非常好的條件。

2.3 編程容易以及系統(tǒng)維護(hù)方便

分散控制系統(tǒng)中利用自動(dòng)生成文件的控制圖形界面和功能碼控制組態(tài)來進(jìn)行編輯，這使編程更為容易，對(duì)編程能力的要求較低，而且編程質(zhì)量較為可靠。同時(shí)，處理具有自我診斷功能，系統(tǒng)運(yùn)行過程中自診斷程序也會(huì)同時(shí)運(yùn)行，這為系統(tǒng)維護(hù)帶來了較多的方便，而且維護(hù)時(shí)間較短。

3 DCS在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已成為電氣運(yùn)營(yíng)管理的必然發(fā)展模式，有效的提高了電廠自動(dòng)化的水平，而且為新建和改建相關(guān)領(lǐng)域的投資空間奠定了良好的基礎(chǔ)。通過將分散控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化中進(jìn)行應(yīng)用，能夠?yàn)殡姀S電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供重要的技術(shù)保障和支持，實(shí)現(xiàn)了電廠的環(huán)節(jié)控制，確保了電廠經(jīng)營(yíng)管理水平的全面提升，有效的促進(jìn)了電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。而且在電氣自動(dòng)化不斷完善過程中，分散控制系統(tǒng)對(duì)于電力企業(yè)的科學(xué)化管理也起了非常重要的意義，有效的推動(dòng)了國內(nèi)電力企業(yè)生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)的發(fā)展，而且對(duì)提高我國工業(yè)水平的快速發(fā)展也起到了非常重要的作用。

將分散控制系統(tǒng)在電氣控制系統(tǒng)中進(jìn)行有效的應(yīng)用，需要確保電氣控制的主要功能建立在原有微機(jī)數(shù)字化裝置基礎(chǔ)之上。利用數(shù)字化處理來有效的應(yīng)對(duì)電廠電氣控制系統(tǒng)中一些常見故障，一些設(shè)備的工作狀態(tài)和動(dòng)作情況也能夠利用通訊方式及時(shí)傳遞到分散控制系統(tǒng)中來。電氣控制系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)保持獨(dú)立的運(yùn)行狀態(tài)，從而有效的確保了電廠電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全。

在DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，電氣系統(tǒng)輸入信息以及輸出指令都應(yīng)當(dāng)以通訊方式實(shí)現(xiàn)，除了可以確保系統(tǒng)運(yùn)行獨(dú)立、安全以外，還能夠節(jié)約在DCS系統(tǒng)建設(shè)中所需要的電線電纜以及I/O接口節(jié)點(diǎn)。除此以外，輸入DCS系統(tǒng)當(dāng)中的相關(guān)信息將用于機(jī)組綜合控制和全廠信息系統(tǒng)，如機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)，在機(jī)組啟動(dòng)前，綜合檢查包括電氣系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)機(jī)組的啟動(dòng)條件，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)后啟動(dòng)勵(lì)磁系統(tǒng)，定速狀態(tài)下啟動(dòng)自動(dòng)同期裝置，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的并列運(yùn)行。而在運(yùn)行達(dá)到一定負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)后，可以通過自動(dòng)或者是人為的方式，干預(yù)進(jìn)行產(chǎn)用電的切換工作。停機(jī)狀態(tài)下，主控回路傳遞相應(yīng)的控制指令，操作電氣系統(tǒng)切換至關(guān)閉狀態(tài)。在這一控制方式下，專門控制裝置的性能優(yōu)勢(shì)以及數(shù)字化裝置的通訊優(yōu)勢(shì)得到了很好的發(fā)揮，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更加的實(shí)用與經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，分散控制與信息集中相互配合，使得整個(gè)系統(tǒng)具有較好的聯(lián)動(dòng)特點(diǎn)。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(diào)試、維護(hù)和檢修方面可以按照傳統(tǒng)的模式進(jìn)行。

4 結(jié)束語

在我國工業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展的新形勢(shì)下，分散控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用越來越完善和成熟，有效的提高了電廠電氣自動(dòng)化的水平，為我國電力企業(yè)的健康、有序發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。而且分散控制系統(tǒng)有效的與電氣自動(dòng)化進(jìn)行結(jié)合，并在電廠中進(jìn)行應(yīng)用，不僅進(jìn)一步對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了改善，而且分散控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)也能夠更充分的體現(xiàn)出來，確保了電廠機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性。

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