時間:2022-08-27 08:25:45
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分散控制系統(tǒng)英文縮寫DCS,在現(xiàn)階段的發(fā)展中DCS在工業(yè)中的應(yīng)用性能正在不斷完善,并逐漸向雙向延伸的方向發(fā)展。向上發(fā)展可以達(dá)到SIS,向下可以發(fā)展成為PCS,雙向發(fā)展取向可以使DCS在分擔(dān)不同的功能時都能發(fā)揮最佳效用。在火電廠電氣自動化中應(yīng)用分散控制系統(tǒng)既充分發(fā)揮了電廠功能,又將自動化和分散控制系統(tǒng)結(jié)合發(fā)揮了整體優(yōu)勢,對利于提升電廠效益。
1分散控制系統(tǒng)
1.1分散控制系統(tǒng)簡介
分散控制系統(tǒng)即DCS,是一種新型的儀表控制系統(tǒng),也叫一種集散控制系統(tǒng)或分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)在設(shè)計過程中引入“分散控制,集中管理”的基本理念,采取多結(jié)構(gòu)分級和結(jié)構(gòu)間合作的形式,實(shí)現(xiàn)了集中管理與分散控制,在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。分散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是微處理器。微處理器主要由現(xiàn)場控制站、人機(jī)接口單元、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等幾個單元組成。在微處理器構(gòu)成系統(tǒng)中采取控制功能分散但顯示操作集中的方法,保證了自我管理和整體協(xié)調(diào)的良好關(guān)系。分散控制系統(tǒng)的設(shè)計為達(dá)到預(yù)期效果,設(shè)計中引入多方面技術(shù),如計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、顯示與數(shù)據(jù)控制技術(shù)等,設(shè)計理念方面有基礎(chǔ)的分散管理、集中控制以及分層管理等。設(shè)計技術(shù)和理念的融合使分散控制系統(tǒng)具有一種優(yōu)勢:組建配置靈活,相關(guān)組態(tài)非常便捷,可以對監(jiān)測對象實(shí)時監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)問題及時補(bǔ)救,減少經(jīng)濟(jì)損失。同時分散控制系統(tǒng)在設(shè)計環(huán)節(jié)加入了自我診斷功能,可以在適當(dāng)?shù)娜哂嗯渲煤驮\斷模件級基礎(chǔ)上進(jìn)行自我診斷,自診提高了系統(tǒng)可靠度,節(jié)約了系統(tǒng)投入使用后用以維修檢查的時間,也有效避免了系統(tǒng)因組件發(fā)生問題而產(chǎn)生故障,影響整體運(yùn)行效果的現(xiàn)象發(fā)生。分散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為以下四種,即監(jiān)控層、網(wǎng)絡(luò)層、控制層和現(xiàn)場層。其中網(wǎng)絡(luò)層與監(jiān)控層相連接,控制層和現(xiàn)場層相聯(lián)系,各個結(jié)構(gòu)架構(gòu)之間的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行交互處理。這個系統(tǒng)架構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)層作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),控制層以基本單元“站”為基礎(chǔ),每個站的數(shù)據(jù)信息都由分布式的動態(tài)數(shù)據(jù)管理庫保存。網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)拓?fù)湫螤罡鳟悾梢允切切?、環(huán)形也可以是樹形,這些形狀的統(tǒng)一點(diǎn)是滿足多重化冗余要求,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟硬件于基礎(chǔ)單位之間的信息數(shù)據(jù)共享。
1.2分散控制系統(tǒng)的發(fā)展
分散控制系統(tǒng)伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)有了很大的發(fā)展進(jìn)步,在縱橫方向上的分散系統(tǒng)控制功能產(chǎn)生了很大的擴(kuò)展空間。例如在縱向應(yīng)用中,使用現(xiàn)場總線技術(shù),該技術(shù)具有一定的開放性多節(jié)性和數(shù)字化的通信方式,基本確定了智能化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。智能化的設(shè)備使數(shù)字量信息和自身云狀進(jìn)行交換,由此達(dá)成二者之間的數(shù)據(jù)共享和結(jié)構(gòu)控制,有效避免了單一電纜帶來的單一傳輸缺點(diǎn)?,F(xiàn)場模擬儀表工作高成本投入和低速的計算過程以及水平低下的精準(zhǔn)度是催生現(xiàn)場技術(shù)的主要原因,現(xiàn)場技術(shù)的出現(xiàn)與計算機(jī)的控制和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀匹配度較高,分散控制系統(tǒng)融合儀表設(shè)置之后更加完善的結(jié)合了控制系統(tǒng)的功能模塊。分散控制系統(tǒng)中的發(fā)展時間不長,功能方面還存在很多的發(fā)展空間,在其運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)還沒有準(zhǔn)確的制度之前,需要對它的發(fā)展給與更多的關(guān)注。
1.3分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣的主要原因之一是其突出的特點(diǎn)優(yōu)勢:
1.3.1分別分散控制
分散控制系統(tǒng)以其安全可靠出名,安全可靠的原因就是系統(tǒng)的分散性高。超高的分散性使得系統(tǒng)障礙與危機(jī)在逐層的分散中被弱化,最終分散消失。結(jié)構(gòu)分散提高了各部分組成設(shè)備的實(shí)際利用率,除了設(shè)備功能和操作的分散之外還通過人員、地域的分散對阻礙危機(jī)實(shí)行分解。
1.3.2分階分散控制
分階是指對系統(tǒng)各個結(jié)構(gòu)組成之間的協(xié)調(diào)互動進(jìn)行分級,是每個分級都能完成自身工作范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)工作,避免與其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生摩擦,提升設(shè)備的實(shí)際利用率。
1.3.3自動與協(xié)調(diào)
上文中多次提到互相協(xié)調(diào),協(xié)調(diào)是分散控制系統(tǒng)中最重要的一個特點(diǎn),分散控制系統(tǒng)利用集中的中央控制和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通過采集站對監(jiān)控對象進(jìn)行監(jiān)視和操作,中央控制和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)使用的是不同的微處理器,可以更好的處理不同的生產(chǎn)問題。而分散控制系統(tǒng)的自動協(xié)調(diào)能力可以加快系統(tǒng)處理信號、收集數(shù)據(jù)和計算的時間。
1.3.4開放性分散控制系統(tǒng)
本省具有非常明顯的開放性特征,開放性的系統(tǒng)具備更加完善的適宜性和可移植性,實(shí)用性也得到加強(qiáng)。開放性可以使系統(tǒng)整體在應(yīng)用中不斷更新?lián)Q代,引入先進(jìn)的設(shè)備技術(shù),在一定程度上開放性也節(jié)約了大量建造成本。
2電廠電氣自動化中的分散控制系統(tǒng)
我國在現(xiàn)代化進(jìn)程中不斷推動智能電網(wǎng)的建設(shè),在建立節(jié)約型社會的理念號召下,電廠電氣自動化的作用重大,分散控制系統(tǒng)的機(jī)組水平不斷提高,系統(tǒng)的控制范圍不斷增大,電氣自動化越來越接近監(jiān)控全電廠電氣系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo),電廠電氣的自動化可以大大減輕電氣工作強(qiáng)度,提高電廠效率,對電廠實(shí)現(xiàn)集中管理控制。同時可以有效降低事故發(fā)生概率,電氣的自動化的監(jiān)控設(shè)備在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常和設(shè)備故障等問題時能及時上報,對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集整理并保存,可以幫助電廠人員對設(shè)備進(jìn)行及時維修,對故障出現(xiàn)原因進(jìn)行分析,減少同類事故出現(xiàn)概率。電廠電氣中的自動化分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
2.1通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
電廠電氣分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用中,各結(jié)構(gòu)部分之間的信息數(shù)據(jù)交換是不可缺少環(huán)節(jié),因此對分散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求就相對嚴(yán)格。在控制系統(tǒng)中實(shí)時的通信網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)的核心功能,在第一時間掌握最精準(zhǔn)資料和有關(guān)數(shù)據(jù)并對突發(fā)事件采取有效解決措施是實(shí)時通信的最重要工作。實(shí)時通信網(wǎng)絡(luò)由總線式的結(jié)構(gòu)組成,整體結(jié)構(gòu)通過無源無主形式的同軸電纜作為傳播媒介,對信息數(shù)據(jù)的管理采取以太網(wǎng)形式,在滿足通信協(xié)議規(guī)定后開始傳輸數(shù)據(jù)和信息共享,發(fā)揮通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源共享的作用。通信系統(tǒng)除網(wǎng)絡(luò)實(shí)時通信之外還有非實(shí)時的通信網(wǎng)絡(luò),可以用來傳輸非緊急的分析數(shù)據(jù),兩條通信路徑區(qū)分使用有效減輕了單一路徑的通信的壓力,提升了通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳播的高效和高精準(zhǔn),避免了大量數(shù)據(jù)文件傳輸時的錯誤產(chǎn)生。兩種通信路徑的結(jié)合使用提高了系統(tǒng)通信運(yùn)作效率,減少了失誤率,加快了數(shù)據(jù)能源的傳輸速度,有利于通信供應(yīng)地區(qū)正常社會活動的進(jìn)行。
2.2監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控在各行各業(yè)中的應(yīng)用廣泛,在合理的范圍內(nèi)對正常進(jìn)行的生產(chǎn)活動進(jìn)行監(jiān)控,對不符合生產(chǎn)要求的食物和不合格產(chǎn)品或生產(chǎn)建設(shè)環(huán)節(jié)做出警報,引發(fā)負(fù)責(zé)人注意對不合格產(chǎn)品和不規(guī)范行為進(jìn)行排除處理。在分散控制系統(tǒng)中的監(jiān)控的作用同樣重要,尤其是對國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控更需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)測。在分散控制系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)控時首先需要在監(jiān)控系統(tǒng)中輸入正確的參數(shù),確定系統(tǒng)運(yùn)作在參數(shù)范圍內(nèi)。超出范圍數(shù)值就屬于異常狀況,需要由系統(tǒng)向上層發(fā)出警報,提醒維護(hù)人員對系統(tǒng)進(jìn)行檢查,最短時間切斷錯誤電路,進(jìn)行線路系統(tǒng)檢查維修。在進(jìn)行檢查線路同時控制其他運(yùn)行線路,保證整體系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)不因局部線路問題而停滯,對能源供應(yīng)造成不良影響。
2.3安全防護(hù)系統(tǒng)
電廠電氣工作時首先需要保證的是系統(tǒng)安全問題。電氣能源對人們生活和社會進(jìn)步有重要作用,在電氣能源比較集中的地方更要注重安全問題。在分散控制系統(tǒng)中對安全防護(hù)系統(tǒng)的安裝設(shè)置是非常重要的環(huán)節(jié),輸入安全隱患條件開啟安全防護(hù)系統(tǒng),同時開啟監(jiān)控系統(tǒng),二者結(jié)合進(jìn)行,在監(jiān)控的同時安全系統(tǒng)開始掃描甄別安全系數(shù)大小,安全防護(hù)系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)的輔助下進(jìn)一步發(fā)展了功效性,和監(jiān)控的配合既節(jié)省了時間又進(jìn)一步達(dá)到了安全保障目的。
3結(jié)語
廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的分散控制系統(tǒng)以其出色的安全性和可操作性以及完善的功能贏得了廣闊的市場,在電廠電氣中的應(yīng)用更是對電氣自動化的優(yōu)化改進(jìn)有十分重要的作用,對我國的電廠電氣自動化的發(fā)展推動和電氣企業(yè)的未來發(fā)展都起到了重要的作用。分散控制系統(tǒng)和電氣自動化的結(jié)合完善了電廠的自動化系統(tǒng),對分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用推廣也有很大促進(jìn)。