分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用

马国庆

摘 要：本文首先分析了分散控制系统的优越性，进而对分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用进行论述，期望通过本文的研究能够对提高火电厂生产能效有所帮助。

关键词：火电厂；分散控制系统；电气自动化

1.分散控制系统的优越性分析

分散控制系统简称为DCS（Distributed Control System），国内习惯将之称为集散控制系统，其归属于计算机系统的范畴，具体是由过程控制级与过程监控级两个部分组成，并以通信网络进行数据传输，该系统融合当前最为先进的“4C”技术，即计算机技术、通讯技术、显示技术以及控制技术，它的基本设计思想是分散控制、集中操作、分级管理，突出的特点是配置灵活、组态方便。

自20世纪90年年代开始，DCS被广泛应用于国内火电厂机组的自动控制系统当中，在这一背景下，业内的专家学者加大了DCS的研究力度，并取得了一定的成果，DCS也随之变得更加完善，其优越性主要体现在如下几个方面：其一，可靠性更高。当DCS中的某个控制器发生故障时，其它控制功能依然能够正常运行，这种超强的容错设计使系统的可靠性获得了大幅度提升。不仅如此，单个控制器的控制负荷也越来越小，这使得故障的发生几率显著降低。其二，开放性更强。标准化与模块化设计思想的引入，使得DCS的开放性变得越来越强，网络通信技术的应用，使控制器进行功能扩展时，不会影响到系统的原有功能。统一通信协议的应用极大程度地增强了系统的开放性。鉴于DCS的诸多优点，使其在火电厂中的应用范围越来越广，下面本文重点对DCS在火电厂电气自动化中的应用进行论述。

2.分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用

为了便于本文研究，下面以洛阳某电厂三期项目（全场水网集中控制系统）为依托，对DCS的具体应用进行论述。

2.1系统简介

该项目中的水网处理系统主要由以下几个辅助单元构成：锅炉补给水处理系统、凝结水处理系统、工业水处理系统、循环水处理系统、升压水系统、氢气监控系统以及汽水采样系统。

2.2系统框架结构

本文设计程控系统主要是由如下几个部分构成，即上位PC机、传感器、执行机构，借助三层网络将这几个部分联成了一个小型的DCS。

（1）系统硬件。上位PC机由4台工控机组成，其中三台的组态相同，可以互为备用，并且任何一台均可作为主操作员站，另一台则为工程师站，若是主操作员站发生故障无法正常工作时，工程师站可替代其完成各项监控功能。此外，各个辅助系统的程控系统均配置了一台大功率的UPS，即使因特殊情况断电，上位PC机仍能运行30min左右，这样便于相关数据的保存和事故处理。

（2）系统软件。上位PC机的软件主要是由操作系统（Windows XP）、监控软件（IFIX3.0）以及PLC编程工具（CONCEPT2.6）组成

2.3系统的主要功能

控制系统采用的是集中控制的方式，即利用可编程控制器实现数据采集与控制；水处理系统采用的是顺序+远程+现场的控制方式，其中顺序控制设有分部、单独或成组操作等功能，并具有中断、跳步及旁路功能。系统的主要控制功能如下：

（1）画面显示。过程控制与管理软件均是以Windows XP操作系统为平台，为了使运行操作画面更加简洁、明了，采用了弹出式菜单和形象生动的操作按钮。相关工艺流程尽可以用彩色动画进行显示，当设备出现故障报警时，语音报警系统会自行启动，并在报警窗口顯示，这为运行人员提供了更加直观、清晰的报警信号。

（2）运行操作。可以借助鼠标在CRT画面上进行各种操作，具有手动、自动等操作方式。

（3）报表管理。该系统提供了强大的报表功能，可以灵活地实现系统记录报告、事件报告、运行记录报表以及操作记录的管理。

（4）报警功能。所有设备的故障及报警信号军刀有声音和字符颜色变化，同时操作员站可对与故障相关的信息进行统计记录及保存，并发出语音报警。

（5）保护措施。控制系统设置了重要的保护功能，当设备发生故障且备用设备无法及时投入时，CRT会自行显示报警信息并有声音提示。

（6）与MIS的接口。在火电厂生产过程中，本文所设计的系统是MIS的数据源，其能够为MIS提供设备运行的相关数据信息。为确保程控系统与MIS之间的接口安全、可靠，在设计时，根据OSI网络模型提供了以下接口标准：物理连接采用的是超五类网线；网卡为100M/10M的以太网；通信协议为TCP/IP；数据库接口为ODBC标准。

3.结论

综上所述，在火电厂电气自动化控制中，DCS具有着其它系统无法比拟的优越性，本文所提出的系统现已在洛阳某电厂中获得了应用，系统运行至今并未出现任何严重的故障问题，并且该系统的应用有效提高了生产效率，可在同类工程中推广使用。

参考文献：

[1]刘爱莉.计算机DCS系统在供热监控中的应用[J].网络与信息，2010（10）

[2]王明友.韩志刚.DCS基础控制方法改进的探讨[J].中外能源，2010（9）.