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摘 要本文首先对DCS系统的相关概念和职能特征做出分析,而后就其特征和目前发展中存在的挑战进行了讨论.
关 键 词DCS；发电；应用；发展
中图分类号TM6文献标识码A文章编号1674-6708（2012）79-0058-01
分布式控制系统（DistributedControlSystems,DCS）,目前在很多生产企业中都得到了广泛深入的应用,其中以大型且需要对生产过程进行实时监控的企业为主要应用环境,其中电厂是其主要的应用环境之一.
1DCS系统的相关概念和职能特征
分布式控制系统（DCS）即指由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路,同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统.对于DCS而言,这种控制方式从功能上看基本是将分散的仪表控制系统和集中式控制系统二者的优点进行了有效结合的产物.从技术层面看,DCS系统在行业内又被称为4C系统,主要是因为其涉及到控制（Control）技术；计算机（Computer）技术；通信（Communication）技术以及显示（CathodeRayTube,CRT）技术等几个方面,具体而言更是包括了信号处理、测量控制、接口融合以及物联网等诸多技术.这样的技术基础,使得DCS系统能够有效处理生产过程中的细节问题,对于每一个问题进行分析,并且只将不能够直接处理的问题提交给控制系统,而对于能够在区域系统内处理的问题,或者不需要其他部门参与,以及仅需要很少固定部门参与协调的问题,大多进行本地处理,既有助于实现对生产过程中一些问题的快速处理,而对于非本地性问题而言,由于控制系统中减少了很多本地问题的干扰,因此也有助于提升其对于一些全局问题的服务质量并且缩短服务时间.
从逻辑结构层面看,DCS系统的逻辑结构参见图1.最底层是物理终端,其构成在于生产环境中需要被监测的部分,这一层面只与信号收集与处理层面保持联系,是一种类似于物联网的状态,因此对于DCS系统而言,信号收集与处理层面就是DCS系统的最底层.这一层负责采集生产过程中的相应参数,忠实反映生产过程中的各个状态参数,同时负责向控制层和系统操作层以及决策支持层提供数据参考.与此同时,控制层和系统操作层的相关动作记录也会被送达决策支持层,用以帮助系统做出决策支持,并且将数据进行深入加工处理,供给操作人员读取.从动作层面,DCS系统逐级向下进行控制,但决策支持层面可以通过系统操作层直接对信号层实施控制.
2DCS系统的特征分析
通常而言,一个完整并且对于环境使用的DCS系统需要在实时、可靠、友好和可扩展等几个方面作出表率.首先DCS系统是对于整个生产环境的监控,因此在实时性上必须完备,必须能够对相关的工作状况实现有效跟踪和获取.并且为了能够有效实现对于生产过程的控制,还应当加强DCS系统可靠性的建设,应当在建设过程中就要注意其稳定性,在使用过程中及时更新相应的操作系统基础,如果系统还需要与外网相联系,还应当加强防火墙的建设,但通常而言不建议DCS系统与企业内的办公系统相联系或与外部网络相连.除此以外,DCS还需要为用户提供相关服务,因此必须考虑到系统对用户界面的友好程度,一个易用的界面,对于相关人员进行操作,并且及时发现问题都十分有益.最后DCS系统还必须要考虑到扩展性的问题,随着生产规模的不断扩大,DCS系统也应当能够允许做出相应的进一步改进工作,因此在相应的软件接口方面必须为将来的发展做出考虑.
通过上文中分析得到的DCS系统逻辑结构以及其特征,可以明确其应用范围,应当是在生产过程中颇具规模的企业,并且需要对整个生产过程进行实时监督的组织中.对于火力发电厂而言,其规模通常较大,占地面积具有一定规模,并且很多生产部门内部都自成体系.火力发电厂的这种特征,决定了其一方面需要全局的调控,另一方面为了保证对相应问题的及时处理,需要满足处理本地化以及重大问题及时提交两个方面的需求.虽然目前的DCS系统在这几个方面都已经达到了一定的水平,但是对于火力发电厂的应用而言,还有一些方面有待在实际工作中加以注意.
首先就是兼容性.就发电厂的生产而言,DCS系统按照其功能在不同的部门中可能以模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS、数据采集系统DAS等分系统的形式存在,并且在整个机组的机、炉、电控制过程中,不同部门的控制系统还具有自己的特色,这些不同的子系统通常于不同的时间购买,因此新的DCS系统在建立的过程中,应当充分考虑对已有系统的兼容,对于实在无法实现兼容的子系统应当果断抛弃更新.唯有如此,才能让DCS以一个整体的形式存在,同时又确保其内部各个子系统的相互独立,实现问题数据的本地化处理.
其次,通信也是DCS系统中的一个重大问题.在整个火电厂生产的过程中,涉及到多个不同部门的众多数据格式,需要对这些数据进行妥善处理.首先要求数据之间良好的连通性,部门之间能够有效读取,其次还应当注意这些数据能否顺利上传到DCS系统高层,共决策支持使用.
3结论
我国电力生产环境正在面临信息化的变革,只有不算深入学习,才能有效降低铺设全局DCS系统的成本,提高其生命力.