浅谈火电厂DCS系统现状和发展趋势

邓爱燕 翟明 (山东神华山大能源有限公司 250000)

浅谈火电厂DCS系统现状和发展趋势

邓爱燕 翟明 (山东神华山大能源有限公司 250000)

DCS是集通信、控制、显示、计算机等“4C”技术为一体的多级计算机系统，主要功能是过程控制和过程监视，由于其良好的性能，广泛的运用于火电厂。随着科技的发展，DCS系统也不断的在更新换代，从二十世纪80年代问世以来，经历了三个时期的完善，DCS的自动化、智能化、信息化水平上升到了新的阶段，对火电厂优化产业结构，提高生产效率有着关键作用，同时也为减少能源消耗，保护生态坏境做出了贡献。本文主要对DCS的发展状况和性能展开讨论，分析未来分散控制系统（DCS）在火电厂的发展趋势。

分散控制系统（DCS）；火电厂；提高效率

一、分散控制系统的成长过程及特点

1.分散控制系统的成长过程

（1）1975-1980年是DCS发展的第一阶段，它由微处理器为基础的过程控制单元、数据采集单元组成，主要通过分散控制和集中监视来体现其性能。初期的DCS功能相比于后期的发展有很多不足，功能比较少，而且成本较高，更新换代的要求使DCS开始走向成熟。

（2）1980-1985是DCS发展的第二阶段，分散控制系统进入较为成熟的时期，相比第一阶段的分散控制系统，这时期的各个方面有了升级，如微处理器的位数提高，CRT显示器的分辨率提高，系统在信息管理方面更为完善。

（3）第三代DCS从1985年以后进入扩展期，系统管理的方式有了转变，不再是单一的回路控制，开始了多用户多任务的操作。随着计算机技术的高度发展，分散控制系统迅速的信息化，很多技术开始和DCS结合，使得DCS功能更为多样化。

2.分散控制系统在火电厂的特性

（1）可靠性程度高。DCS的分散控制性能使得系统运行时的风险大大降低，若其中一个操作点出现问题，不会影响其他系统的正常运转。

（2）开放式的运行。火电厂的系统操作是通过计算机分工合作，进行监视控制来达到执行任务这一目的，完全是自动化的流程。火电厂为了使DCS信息数据传输和通信更为便捷，对计算机系统的开放性有了更高的要求，配置的升级对DCS的运行有着重要的影响。

（3）灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成火电厂所需的控制系统。

（4）易于维护，功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障，节约了火电厂运行成本。

（5）协调性，火电厂各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。

（6）控制功能齐全，控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，运用于火电厂可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。

二、DCS的发展前景及火电厂的运用

DCS要在各种各样的挑战中脱颖而出，需要在保证质量的前提下，开发更多的功能去满足客户的需要。

1.EIC综合技术的运用。在传统控制系统中，各部分装置处于独立状态，彼此之间联系并不紧密。例如电气控制装置、仪表控制装置以及计算机控制装置等，在设计与安装过程中为独立性太出现。现如今，这种独立运作状态已经不适应于发展需要，EIC技术的运用能够将三者统一交由DCS管理。在现有DCS中，已经实现了EIC技术的综合运用，能够实现对所有电器、仪表以及计算机控制的管理，例如故障诊断排除、阀门监视以及连锁保护与控制等。

2.DCS和PLC互补性。PLC采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行各种运算指令，PLC和DCS的融合，使DCS在增加逻辑性能的基础上，控制顺序和模拟逻辑趋于优化。

3.三网融合技术的使用。传统DCS使用的是基础性计算机网络，由开发商自行开发。在覆盖范围方面较为薄弱，下至I/0子系统，上至厂级管理信息系统。在网络化与信息化发展的推动作用下，DCS下层为了使通讯网络在现场总线中构成底层网、企业网和互联网，这三网联合给火电厂带来良好的经济效益，这项技术也促进了现场、企业和市场信息的相互贯通融合，使基础、管理和决策自动化合理的集成在一起，实现技术的无缝衔接。

4.采用IG D S系统。IG D S指的是工业图形显示系统，经常运用于人机之间交流借口，在DCS系统中运用正高速发展着，表现为速度加快，画面增多等优点。

5.采用先进控制理论。火电厂的生产流程不似其他行业比较单一，采用简单的控制系统不能驾驭。在DCS系统中要做到流畅的操作和精准的控制，需要引进先进的控制体系来进行改革，这样才能使DCS的发展更为广阔。

结束语

总的说来，火电厂引进DCS系统使过程控制中，数字技术不断地向前发展，DCS越来越符合火电厂的控制要求，向着智能化方向优化。火电厂的生产方式和产业结构也在DCS的运用中开始建立综合的自动化操作系统，是火电厂的运行更加的简单便捷。未来的DCS系统性能不断地提高，运用的方面也将更为广泛，为降低火电厂的能源消耗，加大火电厂在市场的经济竞争力有着巨大的作用。

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