DCS對火電廠的影響范文

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《電氣時代》2014年第五期

一、dcs的發(fā)展

按照縱向進行劃分，可以將DCS分為過程控制級、過程管理級、生產(chǎn)管理級以及經(jīng)營管理級。在功能上，DCS正在朝著上下兩個方面發(fā)展，向上是發(fā)展到SIS，向下是發(fā)展到FCS，從而實現(xiàn)DCS的徹底分散。就現(xiàn)場總線技術(shù)的DCS來說，其中的現(xiàn)場總線技術(shù)是針對智能化現(xiàn)場設備以及自動化系統(tǒng)中的通信技術(shù)，它具有開放、數(shù)字化以及多接點的特點，該技術(shù)的出現(xiàn)為DCS系統(tǒng)向著底層的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。對于簡單的控制系統(tǒng)來說，通過現(xiàn)場總線即可實現(xiàn)設備間的信息交換，實現(xiàn)自動化控制，有效節(jié)省電纜。就電廠信息監(jiān)管系統(tǒng)來說，其出現(xiàn)使得DCS向上層發(fā)展成為可能，電廠能夠順利實現(xiàn)全部的過程控制。具體來講，SIS具有四種主要功效：一是對全廠的生產(chǎn)過程進行信息化管理；二是對火電廠的經(jīng)濟信息進行實時處理并對成本進行在線計算；三是實現(xiàn)了競價上網(wǎng)處理系統(tǒng)；四是能夠?qū)C組之間的負荷進行經(jīng)濟分配。

二、DCS在火電廠中的應用

1.DCS信號流程根據(jù)不同的安裝位置，可以將過程控制的儀表分為現(xiàn)場儀表、架裝儀表以及盤裝儀表。DCS中現(xiàn)場儀表包括現(xiàn)場變送器以及執(zhí)行器；架裝表為過程控制裝置；盤裝儀表為人機接口裝置。在進行控制系統(tǒng)設計時，首先需要對DCS中的各類信號進行分析，對它們產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換以及輸出的原理進行研究。主機DCS主要硬件配置如表1所示。以下對幾個主要信號的流程進行說明。1）信號輸入的過程。現(xiàn)場信號進入到DCS通常需要經(jīng)過以下步驟：溫度、流量、壓力等物理信號首先經(jīng)過測量儀表轉(zhuǎn)變成為電信號。常見的模擬量信號有電阻、電壓及電流等。然后，現(xiàn)場信號通過信號電纜被引到接線端子上，接線端子位于控制機柜上，該柜還具有信號處理的能力。最后，被匯總的信號被傳送到模擬量輸入模件，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量。2）信號的輸出過程。信號經(jīng)過控制器的運算后送到現(xiàn)場進行設備動作的控制。首先，通過輸入輸出總線，控制器輸出的數(shù)字量被送至模擬量的輸出模件，同時數(shù)字量被轉(zhuǎn)換成開關(guān)量。然后，該開關(guān)量信號被送到接線端子板上，通過信號電纜的傳送，輸出信號可以實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場控制設備的動作控制。3）操作員站的顯示過程。首先，操作員站將相應的數(shù)據(jù)請求發(fā)送至相應的控制器。隨后，數(shù)據(jù)通過DCS被發(fā)送到控制網(wǎng)絡上。最后，所需的數(shù)據(jù)被顯示在操作員站。2.DCS的應用過程首先需要對DCS進行選型，在項目的準備階段，需要完成項目規(guī)模及投資的預算。據(jù)此確定出DCS所需要實現(xiàn)的功能以及系統(tǒng)的I/O點數(shù)，并給出系統(tǒng)的配置，對工程進行概算，值得注意的是，僅僅用優(yōu)劣來對DCS進行判斷是不合理的，尤其是針對不同的系統(tǒng)，無法直接進行評價。從使用功能的角度分析，需要從過程控制站、操作員站及通信網(wǎng)絡等方面進行綜合比較，從中選擇出性價比最高的DCS。其次是系統(tǒng)的設計，就方案的設計來說，要與生產(chǎn)工藝的具體流程相結(jié)合，對選定的DCS進行軟硬件配置的確定。就工程設計來說，完成的主要任務是：工程圖樣的設計和DCS應用軟件的設計。最后是DCS組態(tài)。在系統(tǒng)的配置組態(tài)方面，主要包括：工程師站、操作員站、相關(guān)的配置信息、卡件信息以及電源布置等。在實時數(shù)據(jù)的庫組態(tài)方面，主要包括兩部分的數(shù)據(jù)點信息：一是控制采集點，一是中間計算點。其中，前者表示輸入輸出清單的內(nèi)容，后者表示控制運算過程中產(chǎn)生的中間點。這兩種數(shù)據(jù)點都需要在相應的數(shù)據(jù)庫中占有記錄位置。

三、DCS存在的缺陷

在故障分散方面，由于生產(chǎn)集散控制系統(tǒng)的廠家較多，大部分的裝置都沒有按照預期程序進行故障分散工作。在工作過程中，常常會出現(xiàn)設備停止工作的現(xiàn)象，但這種停止工作的現(xiàn)象在傳統(tǒng)體系中發(fā)生的較少。因此，DCS越與傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)相接近，多功能控制器等承擔的任務將會在地域的分布上越分散，這將會更有利于故障的分散。控制室的尺寸以及表盤的長度。盡管市面上的體系都能夠?qū)崿F(xiàn)減少控制室規(guī)格的功能，但同時也擴大了電子室的規(guī)格。電纜方面的問題。體系在運行過程中，需要投入較高的裝置成本，同時還需要配置相應的空調(diào)、防塵器等設備，這些設備通常是通過電纜的連接分布到電子室中。這樣就會加大電纜資金的投入。機組在運行過程中對儀表控制等設備制造廠商的依賴依然很強。由于DCS系統(tǒng)的使用時間還不是很長，依然存在很多技術(shù)盲點，導致使用存在局限性，因此，在使用過程中并沒有降低對商家的需要。另一方面，在培訓員工上的投資也有所增加。DCS系統(tǒng)的靈活性、相關(guān)組態(tài)的便捷性以及系統(tǒng)是否可擴展。目前，很多系統(tǒng)屬于離線組態(tài)，在工程師站進行編程，經(jīng)過編譯后即可下載。對于有些系統(tǒng)來說，這一過程需要較長時間，尤其是調(diào)試過程所需時間很長。最后，在數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理上，不論是過程中發(fā)生的數(shù)據(jù)還是以前的數(shù)據(jù)，DCS系統(tǒng)能夠管理歷史數(shù)據(jù)以及實施數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)性能的計算等功能，最終將過程控制推向更高的領(lǐng)域。

四、結(jié)束語

重點論述了集散控制系統(tǒng)在火電廠中的應用，首先分析了該系統(tǒng)的特點，然后對其應用的具體過程進行了研究，最后對其存在的問題和未來的發(fā)展進行了分析。

作者：胡國力單位：北京華深中色科技發(fā)展有限公司