试述DCS控制方案在电气化企业自动控制系统中应用

王国花

摘 要：DCS软件以及硬件也有着良好的性能，在发展的过程中，DCS技术越来越完善，在电气化企业的自动化控制系统中，发挥着重要的作用。DCS控制方案也有一定缺点，在应用的过程中，需要结合自动化系统运行的特点合理优化控制系统。

关键词：控制；电气化；自动控制

一、面向算法控制方案的局限性

面向算法控制方案有着较长的发展历史，其提出并应用的时间比较早，随着科技的不断发展，面向算法的控制方案局限性越来越强，其无法满足现代化电气化企业发展的需求，无法满足企业自动化系统运行的要求，制约了企业生产效率的提升，而且不利于提高企业的经济效益。面向算法控制方案的局限性主要体现在两个方面，一个是系统的可靠性，另一个是网络的安全性。DCS硬件以及软件都有着较高的可靠性，但是控制系统却比较容易受到外界因素的干扰，人为破坏、短路以及接地故障都会影响系统的正常运行，这主要是音乐MCS系统没有实现对机组的有效控制，会导致设备不可控。在电气化企业中，各个系统之间是由一些设备联系在一起的，如果设备出现故障问题，则网络安全无法得到保障，系统也无法正常的运行。在控制系统中，调节阀开度、信号以及过热度都是在网上进行传输的，只有保障网络的安全性，才能保证控制功能正常发挥，当前电气化企业的网络结构以及控制逻辑越来越复杂，信号交换量也比较大，使得网络的安全性越来越无法得到保证，所以，必须对面向对象的控制方案进行改进与优化。

二、面向对象控制方案的优越性

面向对象的控制方案是在近几年才提出的，这是一种先进的理念，其对面向算法的控制方案有着一定差异性，而且在功能方面是相对立的。面向对象控制方案可以将DCS系统划分为多个子系统，其并不是将算法相似的控制对象划分在一起，是按热力系统的划分原则，对DCS子系统进行划分，是按被控对象进行划分。

面向对象控制方案有着较多的优点，其可以降低DCS系统的成本。如果电气化企业采用的是传统算法对DCS系统进行划分，可以提高系统的可靠性，减少忘了数据的交换量，但是不利于控制成本，会增加资金与资源的消耗量。按对象对DCS系统进行划分，可以减少网络通讯量，可以节省单元处理器，还可以降低资金的耗费，有利于控制成本。有的电气化企业，还会应用外围辅助系统，可以针对不同的系统，采用不同的控制方案，这有利于提高企業的控制水平，这也为DCS控制系统在电气化企业的应用创造了良好的条件。

面向对象的控制系统有着较强的优越性以及先进行，其可以提高电气化企业的控制水平，还可以提高企业的生产力，其应用先进的控制理念，而且采用了PID控制算法，可以避免系统受到外界的干扰，还可以保证信号测量的准确性。同类型的火电机组其DCS逻辑组态大同小异，DCS厂商和主设备厂商对应用新的控制理论都没有积极性。假如说以前是硬件制约了火电机组的自动化水平，现在则是软件的发展已大大落后于硬件的进步。破解这一困局的办法是在DCS系统中采用面向对象技术，对于每一个子系统，DCS厂商只规定一些外部接口，将控制逻辑的设计任务交由主设备生产商负责，究竟，生产商对于自己的设备有更多的经验和信息，控制逻辑将更加完善和可靠，一些新的控制理论也得到推广和利用。当然主设备厂商并不需要做一个自己的控制系统，它只要以知识产权的方式提供控制逻辑就行。以后衡量一个主设备的好坏，不仅仅指其机械和热力性能，还应包括一个完善和可靠的控制方案。对DCS厂商来说，采用面向对象技术将机组这个大系统分割成一个个与被控对象相对应的子系统，有了各个子系统的控制方案（主设备厂商提供或以前做好的模板），就可以像搭积木一样组成整台机组的控制系统。

现场数据总线技术（FCS）的发展，使面向对象的控制方案成为必然。现场数据技术是适应于控制设备分散的要求，随着仪表和执行机构的智能化和测控一体化而发展起来的一门新技术，在FCS技术的发展初期，其应用于机组的一部分被控对象相对应的子系统，也就是说DCS个别系统将采用FCS技术（以后完全由FCS组成机组的控制系统也有可能），FCS技术的应用，将控制放到了就地设备一级上。一台变送器，不仅有测量功能而且具有PID控制算法，甚至还可以完成无扰切换、跟踪、信号的三取二等逻辑算法，DCS单元处理器将成为多余，当然就成了完完全全的面向对象的控制系统了。

其实，以面向对象来划分系统在DCS的设计中早已存在，最具代表性的以对象为基础的控制系统就是DEH（汽轮机数字式电液调节系统）。由于液压调节系统从汽轮机产生之初就存在了，随着控制技术的进步，人们逐步用电信号代替了液压信号，用可靠的电子传感器代替了机械传感器，用电子元件逻辑算法代替了各种液压控制块，这就产生了DEH。DEH诞生的那一天，就是一个面向对象的控制系统，由于汽轮机是一个非常复杂的被控对象，假如将其模拟量控制和开关量控制分开，各设计一个系统，其复杂程度是难以想象的。DEH由于采用面向对象技术，一般由汽轮机制造商设计完成，也有由DCS厂商生产的DEH，但其控制效果有一定的差距。

三、结语

DCS控制方案是在DAS系统的基础上，对其性能与结构进行了优化，可以解决传统控制方案无法处理的问题，其遵循电气化企业机组控制的规律，而且符合自动控制系统的运行要求。DCS采用的是网络结构，可以实现数据共享，与面向算法的控制方案相比，有着较强的优越性。

参考文献：

[1]黄巧林.基于DCS的锅炉电气自动控制系统的应用[J].中国电子商务，2011（10）.