1.分散控制系統(tǒng)的優(yōu)越性分析
分散控制系統(tǒng)簡稱為DCS(Distributed Control System),國內(nèi)習(xí)慣將之稱為集散控制系統(tǒng),其歸屬于計算機系統(tǒng)的范疇,具體是由過程控制級與過程監(jiān)控級兩個部分組成,并以通信網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸,該系統(tǒng)融合當前最為先進的“4C”技術(shù),即計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、顯示技術(shù)以及控制技術(shù),它的基本設(shè)計思想是分散控制、集中操作、分級管理,突出的特點是配置靈活、組態(tài)方便。
自20世紀90年年代開始,DCS被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)火電廠機組的自動控制系統(tǒng)當中,在這一背景下,業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者加大了DCS的研究力度,并取得了一定的成果,DCS也隨之變得更加完善,其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在如下幾個方面:其一,可靠性更高。當DCS中的某個控制器發(fā)生故障時,其它控制功能依然能夠正常運行,這種超強的容錯設(shè)計使系統(tǒng)的可靠性獲得了大幅度提升。不僅如此,單個控制器的控制負荷也越來越小,這使得故障的發(fā)生幾率顯著降低。其二,開放性更強。標準化與模塊化設(shè)計思想的引入,使得DCS的開放性變得越來越強,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用,使控制器進行功能擴展時,不會影響到系統(tǒng)的原有功能。統(tǒng)一通信協(xié)議的應(yīng)用極大程度地增強了系統(tǒng)的開放性。鑒于DCS的諸多優(yōu)點,使其在火電廠中的應(yīng)用范圍越來越廣,下面本文重點對DCS在火電廠電氣自動化中的應(yīng)用進行論述。
2.分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應(yīng)用
為了便于本文研究,下面以洛陽某電廠三期項目(全場水網(wǎng)集中控制系統(tǒng))為依托,對DCS的具體應(yīng)用進行論述。
2.1系統(tǒng)簡介
該項目中的水網(wǎng)處理系統(tǒng)主要由以下幾個輔助單元構(gòu)成:鍋爐補給水處理系統(tǒng)、凝結(jié)水處理系統(tǒng)、工業(yè)水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、升壓水系統(tǒng)、氫氣監(jiān)控系統(tǒng)以及汽水采樣系統(tǒng)。
2.2系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)
本文設(shè)計程控系統(tǒng)主要是由如下幾個部分構(gòu)成,即上位PC機、傳感器、執(zhí)行機構(gòu),借助三層網(wǎng)絡(luò)將這幾個部分聯(lián)成了一個小型的DCS。
。1)系統(tǒng)硬件。上位PC機由4臺工控機組成,其中三臺的組態(tài)相同,可以互為備用,并且任何一臺均可作為主操作員站,另一臺則為工程師站,若是主操作員站發(fā)生故障無法正常工作時,工程師站可替代其完成各項監(jiān)控功能。此外,各個輔助系統(tǒng)的程控系統(tǒng)均配置了一臺大功率的UPS,即使因特殊情況斷電,上位PC機仍能運行30min左右,這樣便于相關(guān)數(shù)據(jù)的保存和事故處理。
。2)系統(tǒng)軟件。上位PC機的軟件主要是由操作系統(tǒng)(Windows XP)、監(jiān)控軟件(IFIX3.0)以及PLC編程工具(CONCEPT2.6)組成
2.3系統(tǒng)的主要功能
控制系統(tǒng)采用的是集中控制的方式,即利用可編程控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制;水處理系統(tǒng)采用的是順序+遠程+現(xiàn)場的控制方式,其中順序控制設(shè)有分部、單獨或成組操作等功能,并具有中斷、跳步及旁路功能。系統(tǒng)的主要控制功能如下:
(1)畫面顯示。過程控制與管理軟件均是以Windows XP操作系統(tǒng)為平臺,為了使運行操作畫面更加簡潔、明了,采用了彈出式菜單和形象生動的操作按鈕。相關(guān)工藝流程盡可以用彩色動畫進行顯示,當設(shè)備出現(xiàn)故障報警時,語音報警系統(tǒng)會自行啟動,并在報警窗口顯示,這為運行人員提供了更加直觀、清晰的報警信號。
。2)運行操作。可以借助鼠標在CRT畫面上進行各種操作,具有手動、自動等操作方式。
。3)報表管理。該系統(tǒng)提供了強大的報表功能,可以靈活地實現(xiàn)系統(tǒng)記錄報告、事件報告、運行記錄報表以及操作記錄的管理。
。4)報警功能。所有設(shè)備的故障及報警信號軍刀有聲音和字符顏色變化,同時操作員站可對與故障相關(guān)的信息進行統(tǒng)計記錄及保存,并發(fā)出語音報警。
。5)保護措施?刂葡到y(tǒng)設(shè)置了重要的保護功能,當設(shè)備發(fā)生故障且備用設(shè)備無法及時投入時,CRT會自行顯示報警信息并有聲音提示。
。6)與MIS的接口。在火電廠生產(chǎn)過程中,本文所設(shè)計的系統(tǒng)是MIS的數(shù)據(jù)源,其能夠為MIS提供設(shè)備運行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。為確保程控系統(tǒng)與MIS之間的接口安全、可靠,在設(shè)計時,根據(jù)OSI網(wǎng)絡(luò)模型提供了以下接口標準:物理連接采用的是超五類網(wǎng)線;網(wǎng)卡為100M/10M的以太網(wǎng);通信協(xié)議為TCP/IP;數(shù)據(jù)庫接口為ODBC標準。
3.結(jié)論
綜上所述,在火電廠電氣自動化控制中,DCS具有著其它系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)越性,本文所提出的系統(tǒng)現(xiàn)已在洛陽某電廠中獲得了應(yīng)用,系統(tǒng)運行至今并未出現(xiàn)任何嚴重的故障問題,并且該系統(tǒng)的應(yīng)用有效提高了生產(chǎn)效率,可在同類工程中推廣使用。