发电厂应用DCS的研究与实践

引言

DCS是继1969年PLC(可编程逻辑控制器)问世后，由HONEYWELL公司在1975年首先推出的系统。中国使用DCS始于1981年，当时吉化公司化肥厂在合成氨装置中引进了Yokogawa的产品,表现出良好的控制性能和可靠性。目前DCS系统已经广泛应用于石化、煤化、电厂等领域的控制过程中，其应用技术已经基本成熟。DCS的主要作用是对生产过程进行控制、监视、管理和决策，因此要求必须具有很高的可靠性，这样才能保证工厂的安全、经济运行。

近几年来，地处兖州矿区范围内国家电厂和煤矿热电厂与有关高等院校和研究单位合作，针对DCS集中分散控制系统应用于各类大小发电厂运行控制技术方面急需解决的问题开展科技攻关，并且积极应用当前已有的DCS集中分散控制系统成熟技术，取得了不少有价值的研究成果和实践经验，对于其它发电厂保障安全运行和提高效率具有一定的参考价值。

一、DCS自动控制系统应用的研究

DCS是分布式控制系统（Distributed Control System）的英文缩写，在国内自控行业又称之为集中分散控制系统。DCS在兖州矿业（集团）有限责任公司的热电等一些大型项目得到广泛应用，为生产自动控制和产业升级发挥着重要的作用。

⑴DCS系统的主要特点。

DCS 是从传统的仪表盘监控系统发展而来，因此较为侧重仪表的展开。其主要特点是：控制功能强，系统可靠性高，CRT操作站有良好的人机界面，软硬件采用模块化积木式结构，系统容易开发，编程简单，操作方便。

①开发环境。DCS软件采用统一的开发环境，解决的是系统的所有技术问题，系统各部分之间结合严密。虽然DCS各厂家自成体系，通信协议不尽相同，但操作级的网络平台不约而同选择以太网，采用标准或变形的TCP/IP协议，控制器、计算机均作为节点，只要网络到底就可随意差模电感增减节点及布置位置。

②应用对象。随着现代化生产工艺系统大型化和复杂化，需要检测与控制的参数大量增加，传统的仪表控制系统难以胜任，许多大型工业都采用DCS实现自动控制。人们习惯上把大于600点的系统称为DCS，小于此规模的叫做PLC。

③网络结构。DCS通常使用2层网络结构。一曾为过程级网络，大部分DCS使用自己的总线协议，并且均建立在标准串口传输协议RS232或RS485协议的基础上。第二层网络是操作级网络，大多采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准，在通信功能及管理能力方面较强。

④时间调度。DCS可以设定任务周期，根据仪表和工艺要求设定压力传感器、温度传感器的采样周期。同样是传感器采样，压力传感器变化时间很短，可用200ms任务周期采样；温度传感器滞后时间大，可用2s任务周期采样。DCS可以合理调度控制器资源，但实现顺序联锁功能和逻辑执行速度不如PLC。

⑵应用中的注意事项。

根据他们的经验，DCS系统的选型应当遵循适用性、整体性、可靠性和先进性、经济性、技术服务五个原则。DCS应用中应当注意的关键：

①施工方面。对控制系统特别是DCS的安装有严格规定，选择有良好资质和经验的施工单位尤其重要。控制系统的选型一旦确定以后，建设单位和施工单位的技术人员要一同介入到控制系统的设计和图纸会审中去，并且编制详细的施工组织设计。在安装过程中值得注意的问题是：要注意盘柜与大地的可靠绝缘和盘柜母线的接地；敷设电缆的时候尤其要注意强电弱电分开、屏蔽线的可靠接地和抗干扰；严格控制电子设备间的环境条件，尤其是空调的出风口不能正对着机柜或者DC电感厂家S的其它电子设备，以免冷凝水渗透到设备的内造成危害。

②管理方面。采用DCS和智能仪表以后，工厂自动化的含义发生了很大的变化，对控制人员的技术素质和责任感提出了更高的要求，那种认为一切事情都可以由控制系统去做的想法是错误的，管理工作只能加强而不能削弱。

③仪表维护。加强现场仪表的维护尤为重要，由于传感器或者执行器的故障而使得控制系统停运的事例屡见不鲜，多数问题都是出在分析仪表或者专用仪表上，应当以严谨认真的工作态度和严密有效的技术措施用好与维护好现场的仪表，以保证控制系统的稳定运行。

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