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DCS系統(tǒng)在熱電廠應(yīng)用的論述
李翠 2009/4/4
主題：
（1）分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
（2）降低系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，提高系統(tǒng)安全可靠性和生產(chǎn)效率
過程控制系統(tǒng)科學(xué)是一個(gè)世界性的課題，是一個(gè)綜合科技量很高的學(xué)科。它的發(fā)展依托于控制理論、測(cè)控技術(shù)、信息理論、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。該技術(shù)之所以能夠快速的發(fā)展，關(guān)鍵是它在工業(yè)控制方面的重要性所決定的，因?yàn)楹玫倪^程控制系統(tǒng)可以大大降低工業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本，提高設(shè)備經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、增加安全性和降低生產(chǎn)者的勞動(dòng)強(qiáng)度等方面的優(yōu)點(diǎn)，世界各國(guó)都在投入一定的人力和物力來進(jìn)行過程控制的研究以開發(fā)出更好的技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的日益成熟，DCS控制系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，DCS系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和CRT顯示技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，具有控制功能強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便和可靠性高等特點(diǎn)，通過對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信息狀態(tài)分散采集，集中管理，可以方便地用于工業(yè)裝置的生產(chǎn)控制和經(jīng)營(yíng)管理，在化工、電力、冶金等流程自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分普及。
下面以本人所在的蘇尼特堿業(yè)有限公司熱電廠為例，對(duì)DCS系統(tǒng)在熱電廠的應(yīng)用的做一論述。我們公司熱電廠DCS操作系統(tǒng)是去年新上的浙大中控JX—300XP控制系統(tǒng)，由一臺(tái)工程師站，4臺(tái)操作站（3臺(tái)鍋爐，1臺(tái)發(fā)電機(jī)），3臺(tái)控制站，以及過程控制網(wǎng)絡(luò)組成。
一、結(jié)構(gòu)特征
我們的工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺(tái)和系統(tǒng)維護(hù)工具，通過系統(tǒng)組態(tài)平臺(tái)生成適合于生產(chǎn)工藝要求的應(yīng)用系統(tǒng)，操作人員完成過程監(jiān)控管理任務(wù)的環(huán)境，卓越的流程圖機(jī)能，多窗口畫面顯示功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息的集中顯示，集中操作和集中管理，控制站是系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場(chǎng)打交道的I/O處理單元，完成整個(gè)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，控制站還可以冗余配置，應(yīng)用非常靈活方便。
JX—300XP控制系統(tǒng)采用三層通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最上層為信息管理網(wǎng)采用符合TCP/IP協(xié)儀的以太網(wǎng)，連接了各個(gè)控制裝置的網(wǎng)橋以及企業(yè)內(nèi)各類管理機(jī)算機(jī)，用于工廠級(jí)的信息傳送和管理，是實(shí)現(xiàn)全廠綜合管理的信息通道。中間層為過程控制網(wǎng)（名稱為Scnet.II），采用了雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)，Scnet.II作為其過程控制網(wǎng)絡(luò)，連接操作站，工程師站與控制站等，傳輸各種實(shí)時(shí)信息。最底層網(wǎng)絡(luò)為控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（SBUS）采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之間進(jìn)行信息交換的通道，發(fā)展中DCS網(wǎng)絡(luò)正在逐步走向開放性，逐漸采用國(guó)際國(guó)內(nèi)通用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以便于不同廠家的產(chǎn)品相互連接和通信，以及實(shí)現(xiàn)與第三方設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信。
二、發(fā)展趨勢(shì)
1）控制功能多樣化，DCS最低級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)控制單元，一般都具有幾十種運(yùn)算控制算法和其他一些數(shù)字和邏輯功能，如四則運(yùn)算，邏輯運(yùn)算前饋，PID控制，自適宜控制和滯后時(shí)間補(bǔ)償?shù)�，我們熱電廠的DCS還包括順序控制聯(lián)鎖保護(hù)，報(bào)警功能，針對(duì)不同工藝對(duì)象的不同要求，把這些功能有機(jī)地結(jié)合起來，滿足生產(chǎn)系統(tǒng)的要求，這種綜合功能對(duì)復(fù)雜的工業(yè)過程中更能顯示出優(yōu)越性，比如我們熱電廠的電氣聯(lián)鎖回路，鍋爐給水的自動(dòng)調(diào)節(jié)都是復(fù)雜的工業(yè)過程控制。
2）操作簡(jiǎn)便，操作站是功能很強(qiáng)的人機(jī)接口，我們熱電廠DCS采用DELL的整套硬件設(shè)備，操作人員可以方便的通過LCD顯示器對(duì)各種工藝參數(shù)進(jìn)行綜合性的集中監(jiān)視，通過健盤可實(shí)現(xiàn)各種操作功能，電廠還配備了打印機(jī)，可以及時(shí)打印各種需要的數(shù)據(jù)和報(bào)表，如各參數(shù)的趨勢(shì).報(bào)表都可以打印出來。
3）便于擴(kuò)展，DCS可以根據(jù)不同規(guī)模的工程對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，各種部件可多可少地進(jìn)行組合，原有的小規(guī)模系統(tǒng)很容易擴(kuò)展成中大規(guī)模系統(tǒng)，我們的DCS系統(tǒng)規(guī)模是1個(gè)控制系統(tǒng)可以包括15個(gè)控制站，32個(gè)操作站或工程師站，總?cè)萘?5360點(diǎn)。
4）可靠性，控制站通過SBUS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一種更分散的控制結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性，而且每一塊卡件均帶有專用的微處理器，負(fù)責(zé)該卡件的控制、檢測(cè)、運(yùn)算、處理及故障診斷等，提高了每塊卡件的自治性，使系統(tǒng)的可靠性和安全性成倍上升，系統(tǒng)的熱模擬量輸入（AI）卡件采用了智能調(diào)理和先進(jìn)的信號(hào)前端處理技術(shù)，由卡件上的微處理器控制，將信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換和二為一，使每一塊模擬量輸入卡具有信號(hào)智能調(diào)理和處理的能力，提高了I/O卡件的可靠性.獨(dú)立性。同時(shí)也助于功能擴(kuò)展，另外，機(jī)箱內(nèi)采用板級(jí)熱冗余技術(shù)，信號(hào)全部采用磁隔離或光電隔離技術(shù)，將干擾拒之門外，通道之間的隔離消除了信號(hào)的串模干擾影響，提高了信號(hào)處理的可靠性，系統(tǒng)還安裝了電源低通濾波器，抑制了交流電源噪聲干擾，以上論述充分說明DCS的使用可以有效地保證生產(chǎn)工藝的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，且歷史數(shù)據(jù)便于生產(chǎn)管理，事故數(shù)據(jù)分析，責(zé)任事故的定性。
5）網(wǎng)絡(luò)通用化
JX—300XP系（未完，下一頁）
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