火电厂辅助车间DCS集中联网控制

2015-07-12肖一鸣

科学中国人 2015年23期

关键词：控制室组态火电厂

肖一鸣

华电国际河南分公司漯河电厂

火电厂辅助车间DCS集中联网控制

肖一鸣

华电国际河南分公司漯河电厂

对于火电厂辅助系统来说，它的主要系统就是煤网、灰网、水网以及脱硫系统。火电厂的辅助系统对于300W以上（含300W）的机组已进行了计算机控制。随着社会的进步，科技的发展，计算机技术和DCS控制技术渐渐地成熟了起来，火电厂的辅助系统不仅实现了自动化控制，而且也因此有了坚实的基础，与此同时，辅控系统全场管控也在最短时间内纳入一体化行列。

火电厂；辅助车间；DCS；集中控制

随着电子信息技术、控制技术的不断发展，电力生产竞争机制已日渐形成，人们对于发电厂热工自动化的设计重点发生了变化，以前注重主厂房，现在更加的注重火电厂辅助车间的自动化水平，合理的设计DCS系统，可以提高系统运行的安全性和经济性，它已经成为火电厂自动化设计的发展方向。同时，在火电厂辅助车间使用DCS系统，不仅可以提高辅助系统的自动化水平，还为火电厂的监控科管理信息系统网络化的实现提供了必备的条件。

一、DCS系统的简述

DCS系统就是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的，它是一种新型计算机控制系统，对于系统功能方面来说，DCS和集中式控制系统没有很大的区别，但在系统功能的实现方法上二者却是完全不同的。第一，对于DCS系统来说，它的基础和核心是系统网络，DCS系统的实时性、扩充性和可靠性是由网络系统所决定的。其次，一般情况下，一套DCS中不可缺少的就是设置现场I/ O控制站，要用这个来分担整个系统中的I/O和控制功能，这样以来，不仅可以避免由于一个站点失效而造成了整个系统的失效，提高这个系统的可靠性，而且还可以使各站点能够分担数据采集和控制功能，这样以来就可以把整个系统的性能提高。

二、火电厂辅助车间自动化控制系统的现状

就目前而言，很多的机组辅助车间都设置有就地控制室，这个控制室主要有三个系统，分别是水系统、煤系统以及灰渣系统。水处理主要有三种，分别是净水处理、废水处理以及化学水处理；灰渣处理系统有自己的控制室，它主要功能就是对除灰渣系统、除灰系统进行监控；煤处理系统也有自己的控制室，它主要是对煤场、输煤专用站这些地方进行监控。近几年来，电厂辅助车间控制室越来越多，它的缺陷和不足也渐渐地暴露出来了。这些缺点主要表现在：第一，由于工作控制系统不是同一商家提供的，技术资料不相同，这不仅给系统的管理及维护带来诸多不便，还需要更多地工作人员对其进行操作，从而增大了系统运行和管理的成本。第二，供应商提供的每个控制子系统的制作方法基本上都是不一样的，有些电厂制定辅助车间控制的目标，他们希望用这个来减少不必要的程序，但是，在协调的过程中协调比较困难、网络结构比较复杂，这样以来来就造成了系统的可靠性比较低、反应缓慢，系统的“控制孤岛”现象没有得到改变；第三，对大机组辅助车间不够重视，对控制系统技术要求比较小；第四，有些控制子系统是由不同的商家提供的，这些系统各不相同，导致我们不能够在一套系统中找出需要监控的参数以及设备，这样以来就会导致需要控制的系统的数量越来越大、管理难度增大、需要的工作人员也增多了。

三、辅助车间集中对于控制系统DCS的选择

对于火电厂热工自动化领域，DCS和PLC是完全不同的两个事物，但是它们却有着很大的联系。二者是计算机技术和工业控制技术相互结合的产物，就传统而言，DCS主要是用在火电厂主机控制系统，PLC主要用在电厂辅助车间。

1、DCS和PLC起源概念的区别

危险分散是DCS的核心概念，它的发展过程是对通讯技术和计算机技术以及控制技术不断使用的结果，它主要是用来构建一个比较完整的集散控制体系，DCS能够提供安全比较高、灵活性比较大的解决方案给广大的用户；对于PLC来说，它的核心概念就是可编程控制器，主要是用它来替代继电器，它的功能主要有三个，就是执行逻辑和计数以及计时，从而建立一个比较柔性的程序控制装置。由此可以看出，DCS是一个比较完整的体系，而PLC是一个不断提高各项能力指标的装置。

2、DCS和PLC设计原理的区别

DCS是根据预算放大器发展而来的，就是把函数以及各个过程变量之间的关系转换成逻辑运算和功能块以及功能块封装模拟运算；PLC是通过对继电器控制原理的模拟而发展起来的，它具有很多的指令，其中包括：顺序控制和计数、运算以及逻辑运算等，通过对输入的数字和输出的数字进行操作，从而达到控制各种机械或者生产的过程，对于逻辑运算的表达效率，PLC要高于DCS。

3、DCS和PLC数据通讯交换的区别

系统网络以及它的数据交换形式就是数据通讯交换。对于这个，DCS具有一定的优点。集散系统的“分散”主要是在独立的控制器上，而它的“集中”主要是在拥有完整数据的人机交互装置上，网络是二者连接成集散系统的关键。在刚开始开发DCS的时候，商家的生产核心就是网络，而PLC是按照独立装置进行设计的，网络使它的串行通讯。

4、DCS和PLC控制处理能力的区别

一般情况下，DCS控制器只能处理几百个IO，而PLC控制器却可以处理几千个IO，出现这么大的差别主要是由于集散体系的要求而决定的，它不允许有控制集中的状况发生，如果点数过大，对控制器是没有用处的，DCS的开发人员的精力主要放在体系的可靠性和灵活性。

5、DCS和PLC组态维护功能的区别

逻辑组态、运行调试、下载修改和远程诊断是组态维护功能的组成部分。在最早的时候，DCS主要是以模块功能图为主，PLC主要是梯形图为主，经过不断的发展，大型的PLC组态和DCS越来越像，小型的PLC还是以梯形为主。在下载修改、运行调试、远程诊断方面，PLC的解决方案比较少或者是没有，而DCS不但能够在线修改控制的策略，而且还可以在线对其策略进行下载控制，这个过程对系统能否正常的运行是没有任何的影响。