浅谈DCS和PLC在电厂的联合实际应用
DCS系统在电力行业中的应用

DCS系统在电力行业中的应用DCS(分散控制系统)是指通过网络连接的若干个可编程控制器及其周边设备组成的控制系统,它被广泛应用于电力行业中,为电力发电、输送、配送等环节提供了可靠高效的控制和管理手段。
本文将探讨DCS系统在电力行业中的应用与优势。
一、DCS系统在发电过程中的应用1. 发电机控制电力发电厂中的发电机是发电的核心设备,DCS系统通过实时监测发电机的运行状态,控制调节发电机的负荷、电压等参数。
同时,DCS系统能够自动检测发电机的故障,并进行相应的报警和保护,确保发电机的安全稳定运行。
2. 脱硫装置控制燃煤发电厂中常常需要通过脱硫装置减少烟尘和二氧化硫等污染物的排放量。
DCS系统可以实时监测脱硫装置的运行情况,调整氧气浓度、石膏浆液浓度等参数,以确保脱硫效果的稳定和达标。
二、DCS系统在输电过程中的应用1. 变电站控制电力输电环节中的变电站起着重要的作用,DCS系统能够对变电站进行自动控制和监测。
通过DCS系统,可以实现对变电站中断路器、变压器等设备的状态监测和控制,实时调节输电线路的电压等参数,提高输电效率和安全性。
2. 线路安全控制DCS系统可通过监测输电线路的状态和负荷情况,并实时调整电流的分配,避免输电线路过载和跳闸等问题。
同时,DCS系统还可以及时发现并处理线路故障,防止电力事故的发生。
三、DCS系统在配电过程中的应用1. 配电监控DCS系统能够实时监测配电系统的电流、电压、功率等参数,并根据需要进行相应的控制和调节。
它可以对配电系统进行远程监控,并能够自动控制配电设备的开关状态,提高配电系统的运行效率和可靠性。
2. 供电质量控制供电质量是指电力系统对用户提供的电能的稳定性和可靠性。
DCS 系统能够实时监测供电质量参数,如电压波动、谐波、电力因数等,并通过调节电力设备的运行状态来控制和改善供电质量,保证用户用电的稳定性。
综上所述,DCS系统在电力行业中的应用是不可或缺的。
它能够提高发电效率,减少污染物排放,确保输电安全稳定,提高配电质量,为电力行业的发展和运行提供有力的支持。
电厂DCS以及PLC现场总线技术的应用发展

电厂 DCS以及 PLC现场总线技术的应用发展摘要:随着经济的快速发展,电力供需矛盾将逐年显现出来,电力需求量迅速增长。
电力紧缺已成为制约工业经济快速发展的“瓶颈”,所以加快电力建设,对促进经济发展具有重要的意义。
在火力发电厂中,DCS和PLC总线控制应用极为广泛,其可以有效地节约能源,同时也避免了电厂在运行过程中可能会出现的安全事故,因此有必要进行分析。
关键词:电厂;DCS;PLC;现场总线1电厂DCS与PLC技术的概述1.1DCS技术概述DCS,即分布式控制系统,在国内的很多自控企业又把它称为集散控制系统。
它可以利用计算机来进行分散式的控制,主要特点为控制分散、管理集中。
一般企业基础设备为网络和微处理器,其可以有效地避免集中控制带来的各种弊端。
1.2PLC总线技术概述PLC现场总线技术指的是可编程逻辑控制器,专门运用数字运算方式进行实践操作的电子系统。
严格来讲,PLC属于电子系统装置,主要以微处理器为核心实现数字运算操作过程。
PLC技术的应用初衷在于解决工业现场工作效率不高问题,如利用PLC技术结合梯形图编程方式,简化现场复杂工序,为现场信息处理水平提供安全保障。
可以说,通过应用PLC技术至少可以强化工业现场工作效率、缩减生产成本,并且将生产模式提升到高标准水平。
目前,PLC系统通过借助顺序逻辑方式实现对现场多任务的操作管理,基本上可以达到回路调节功能。
2电厂DCS与PLC技术的发展与应用2.1DCS技术的发展目前,DCS系统更加科学与完备。
DCS系统主要通过软件和通用设备的相应控制来实现系统的高层互联,同时利用高性能的处理器来实现大规模的现场控制,从而提升了整个设备的自动化水平。
在管理过程中有以下几种常见的分布式控制模式:EDPS主要按照批处理系统运作模式实现对场内设备的操作与控制,使用难度较高。
同时,EDPS作为信息管理的产物形式,主要通过借助数据运算方式加强对场内设备的管理强度。
MIS的特点是能够快速地进行信息的高度集中和统一处理,重要标志是在其中有一个非常庞大的中央数据库,它可以进行分布式处理,对于定量性的决策有着极为关键的作用。
燃气电厂DCS与PLC的Modbus通讯设计及应用

Ab ta t The acua iaton o om m u c to i he ba e o e t i ic i ontols t m . The e i sr c : t lz i f c ni a i n s t s f elc rc cr u tc r yse d sgn s he e o om m uniaton w ihi CS s se e r lz ontolr om orga ie c m fc c i t nD y t m ofc nt aied c r o f sfr d powerplnta a nd PLC
用 非 常广 泛 的通 讯 协 议 _ 。现 代 电厂 中 的 D S 1 J C
Mo b s 讯 协 议 规 定 了 两 种 通 讯 方 式 。 du 通
R TU( 程 终 端 ) 式 通 讯 采 用 8 位 字 节 的 二 进 远 方
制数 据 通讯 , 据 校验 采 用 C C 循环 冗余 校 验 , 数 R
控 室的 DC S系统不仅要 完成 自己领域 的控制 和操 作, 在很 大程 度 上 还 要整 合 其 他 各辅 助 系 统 的运 行信 息和生 产 数 据 , 并将 这 些 数 据 提供 给 操 作 人 员和 管理 者 。因此 , C D S系 统如 何 实现 与第 三 方
控 制 系 统 问通 讯 , 来 越 被 更 多 的 用 户 重 视 。 越
o s Fi e we a tDCS a f Ga r d Po r Pl n nd PLC
S N i n, M a Lig U Ja —e
( ha ha owe upm e e e r h I tt t S ng iP rEq i ntR s a c nsiu e,S a g i2 0 4 h n ha 0 2 0,Ch n i a)
浅谈分散控制系统(DCS)与可编程控制系统(PLC)在火力发电厂中的应用与区别

浅谈分散控制系统(DCS)与可编程控制系统(PLC)在火力发电厂中
的应用与区别
随着科技的发展,越来越多的火力发电厂开始引入先进的自动化控制系统,以提高生
产效率和能源利用率。
在这些控制系统中,分散控制系统(DCS)和可编程控制系统(PLC)是两种常见的选择。
本文将就这两种控制系统在火力发电厂中的应用和区别进行进一步的
探讨。
一、 DCS在火力发电厂中的应用
分散控制系统(DCS)是一种集成化的控制系统,它由一台或多台中央计算机及多个分布在整个工厂各个控制部位的控制单元组成。
在火力发电厂中,DCS通常被用来控制整个
发电过程,包括锅炉、汽轮机、发电机等设备。
DCS系统可以实现对发电设备的远程监控、参数调节、故障诊断等功能,大大提高了生产效率和安全性。
可编程控制系统(PLC)是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
在火力发电厂中,PLC通常被用来控制一些具体的过程,如煤粉输送系统、给水泵系统等。
PLC系统具有编程灵活性强、响应速度快、可靠性高等特点,因此在火力发电厂的一些特定场合中
得到广泛应用。
1. 系统结构不同
DCS系统通常采用集中式的结构,所有的控制单元都连接到中央控制器,而PLC系统
则通常采用分散式的结构,各个控制单元相互独立。
2. 应用场合不同
DCS系统通常被用来控制整个生产过程,而PLC系统通常被用来控制一些具体的过程
或设备。
3. 编程方式不同
DCS系统的编程通常采用图形化编程工具,如函数图、块图等,而PLC系统通常采用
逻辑编程语言,如LD、ST等。
电厂DCS以及PLC现场总线技术的应用发展

关 键词 : 现 场 总线 ; D C S ; P L C ; 控 制 系统
1前言 火 力 发 电 厂 的热 工 控 制 系 统 中 已经 得 到 了广 泛 的 应 用 。 目前 例 如 集 散 控 制 系统 即 D C S 是 上 世 纪 七 十 年代 发 展 起 来 的 数字 控 制 F S S S系统 中 D C S 完 全 可 以用 P L C系统 予 以实 现 ,只 要不 断 的进 行 系统 ,开创了控制系统的新时代 , D C S 是结合 了通信技术 、控制技 改 进 从功 能 上 P L C替 代 D C S 完 全 可 以实 现 。 术、 图形显示技术以及计算机技术 , 被称作 4 C技术 , 并且信息管理 ( 1 ) 对P L C的 C P U处理能力予以加强 , 使其处理功能不仅局限 技 术 也逐 步 的结 合 至 D C S中 ,因此 现 在 D C S 能 够 完成 信 息 管 理 以 于顺 序逻 辑 的处 理 , 通 过 实时 多 任务 操 作 同 时实 现 回路 计 算 以及 回 及 过 程 控制 , 发 展成 为 了 5 C技 术 。并 在很 多行 业 中得 以应 用 , 尤其 路 调 节功 能 。 在火力发电厂中 , D C S系统应用更为广泛 ,其社会效益以及经济效 ( 2 ) 在控制器等关键部件上能够实现冗余配置。 益都取得了显著的效果 , 其发展是 自动化控制发展方向以及发展水 ( 3 )采用令牌环以及令牌总线等确定实时的冗余网络, P L C的 平 的典 型代 表 。 功能 也 逐 步的 被包 容 在 D C S 系 统 中 ,例 如 P L C编程 语 言在 D C S系 2 D C S系统 特 征 统 中 的应 用 。 2 . 1传统 的系统基础主要包括 : 网络 、 微处理器 、 图形技术。 上述 两 种 系统 在 功 能上 已经逐 步 接 近 ,价 格 上 也逐 步 的 接 近 , 2 . 2目前的系统特点 :首先开放系统较为完备 。D C S通过成熟 在不久的将来二者之间会逐渐的融合 , 向着过程控制系统发展。 软 件 以及 通 用设 备 的应 用 , 保 证 了 系统 的高 层 互 联 , 同P L C以及 智 5 . 2 D C S系统 与现 场 总线 系 统 能仪表相互连接 ; 其次 , D C S系统中应用 了高性能微处理器 ; 最后 , 现场总线的系统结构简化 , 设计 、 安装 、 投运到正常生产运行及 系统的专业性 以及综合性为用户提供过程控制平 台。目前所使用 的 检修 维 护 , 都 体现 出了优 越 性 : D C S系统 中很 多 操 作 平 台都 应 用 了 N T / WI N D O WS ,增 加 了全 场 综 ( 1 ) 节省硬件数量与投资。由于现场总线系统中分散在设备前 合 管理 力 度 , 提 高 了 自动化 水 平 。D C S是 目前 火 电 厂使 用 最 为广 泛 端的智能设备能直接执行多种传感控制报警和计算功能 , 因而可减 的系 统 。 少 变送 器 的数 量 , 不 再 需要 单 独 的 调节 器 、 计 算 单元 等 , 也 不 再需 要 2 - 3系统对向下接 口能力不断的予 以提高 , 很多 D C S系统都提 D C S系统 的信号调制板 、隔离放大器、 I / O板 、 A / D转换器以及它们 供了同 P L C以及现场总线 的通信接 口。例如 , 通过同 P L C之间的通 之 间 复杂 的接线 。 还 可 以用 工控 P C机 作 为操 作站 , 从 而 可节 省 一 大 信减少了手动操作按钮 的数量 , 使B T G盘面积大大缩小。实际上火 笔 硬 件投 资 并减 少 控 制室 面积 。 并且有的 P L C已经 可 以支持 快 速 的 力发 电厂中很多控制子系统都能够通过 D C S予以实现 。如厂中的 现场总线通信 。采用现场总线技术 比传统意义上 的 D C S可以减少 电除 尘 系统 、 E T S系统 、 D E H系 统 以及 F S S S系统 和 输 煤 系统 ,不 但 许 多 I / O卡 。 能够有效缩小控制室面积 , 同时也有效降低 了维修成本支出。 ( 2 ) 节省安装 费用和材料。 现场总线系统 的接线十分简单 , 由于 3 P L C系统 特性 1 对 双 绞线 或 1 根 电缆 上 可挂 接 多 个 设备 , 因而 电缆 、 端子 、 桥 架 的 3 . 1丰 富 的功 能 用量大大减少 , 连线的设计与接头校对的工作量也减少 。当需增加 现 在使 用 的 P L C系统 已经 不 再 是仅 用 于 控 制 顺序 逻辑 ,很 多 新 的 现场 设 备 时 , 无需新增电缆 , 这 既 节省 了投 资 , 又减 少 了设 计 、 P L C系 统 中应 用 了通 用 处 理器 , 通 过 多 任 务 操作 , 不 但 有 效 提 高 了 安装 的工作 量 。目前 D C S的 主要 盘 台都 集 中在 电 子设 备 间 , 与现 场 顺 序逻 辑运 算 速 度 , 同时 还增 加 了代 数 运算 以及 回路 调节 功 能 。 信号 的连接 电缆很 多, 如采用现场总线控制 系统 , 电缆可减少 1 / 3 。 3 . 2强 大 的 网络 功能 ( 3 ) 用 户节 省 了维 护 费用 , 掌 握 了高 度 的 系统 集成 主 动权 。 过去 传统的 P L C通讯速度较慢 , 主要是用于将设备运行 的情况以及 用户采用某种 D C S 系统 , 一旦出现某些功能块损坏 , 就必须使用这 系统控制的情况传输给监控设备 , 用来为操作员的指令修改以及检 厂 家 的模 板 , 用 别 的 产品 会 出 现 系统 集 成 中不 兼 容 的协 议 。而 现 视提供基础信息 。而 目前使用的 P L C系统采用 了通信 网络 , 同信功 在现场总线却让所有 的设备厂家遵循一定的协议 , 用户 自己牢牢地 能更 加 完 善 。 掌 握 了系 统 的集 成 主动 权 。 因此 , 大多 数 人都 相 信在 未 来 的 5到 1 0 3 - 3逐 步 标准 化 的编 程 年间 , 现场总线的技术可望普遍推广。 但 目前 , 由于制约现场总线技 各方面的发展促使 P L C在更多 的领域被应用开来 , 很多厂家都 术的国际通用通信标准很难在短时间内出来 , D C S技术又被大家掌 在进行 P L C的 开发 研 究 , 并 且 随着 D C S的开 放 , P L C 的开 放 也成 为 握 且 价格 已经 很低 , 目前 D C S还会 存 在 下 去 , 但 最 终 会 被 现 场 总线 了必 然 趋 势 。而 P L C的 开放 所带 来 的 便 是 变 成语 言 逐 步 的 向标 准 系统 所代 替 , 这 是 自动 化控 制 发展 的 最终 目标和 方 向 。 化方 向发展 。 我 国 目前 所 运 行 使 用 的火 力 发 电厂 中机 、 电、 炉 在 控 制 水 平 上 3 . 4 微 型化 的 系统 模块 存在较为严重的不协调现象 , 并且辅助系统较 为落后 , 集 中控制室 很多 P L C厂家 除 了从 提 高 系统 性 能 以及 网 络性 能 方 面 对 产 品 占用 空 间较 大 , 系 统 电缆 数量 过 多 , 需 要 人 员数 量 庞大 。 而 目前 P L C 综合 竞争力进行提升外 , 还通过模块小型化的方式 , 对价格进一步 系 统 以及 现 场 总 线 技术 在 火 力 电厂 中 的应 用 推 广 使 得 机 组 自动 化 降低 。 水 平显 著 提 高 ,能 够基 本 满 足 现 代化 火 力 发 电厂 对 系 统 控 制 的要 4 现场 总线 系统 特性 求。 ( 1 ) 所谓 的现场总线控制便是将现场的仪表同控制室中的操作 参 考 文献 界面通过现场总线连接到一起 , 通过智能仪表的使用令现场设备直 『 1 1 高敏 , 夏 安 邦. 对P L C 、 D C S 、 F C S三 大控 制 系统 特 点 和 差异 的探 讨 . 接具有可控性 , 并将输 出模块置于现场 中, 实现了彻底分散控制 。 应 用 能 源技 术 , 2 0 0 8 , ( 1 1 ) . ( 2 ) 该 系 统 的基 础 为现 场 总线 。 本 质上 现 场总 线 就是 一种 网络 , 『 2 ] 李勇. 基 于可编程控制器( P L C ) 的集散型测控 网络技 术的研 究与 每一智能仪表便是 网络上的一个节点 ,该计算机 网络具有 以下特 实现 . 2 0 0 3 . 点: 首先是传输信号的数字化 ; 其次 , 物理传输介质的公用性 。不但 『 3 1 t树 东, 靳 雷, 吴明永, 高敬 更 . 基于P R O F I N E T和 P R O F I B U S集 成 增加 了传输距离 , 同时还对联线成本有效予以降低。 网络 的 熔炼 集散 控 制 系统. 工 业仪 表 与 自动 化装 置 , 2 0 0 9 . ( 3 ) 现场
PLC与DCS的特点及在热电厂中应用分析

浅述PLC与DCS的特点及在热电厂中应用分析热电厂自动化控制系统中应用最多的是DCS(分散控制系统)和PLC(可编程逻辑控制器),这里根据这两种自动控系统各自的特点简要叙述并优缺点对比,目的不是要证明DCS与PLC谁优谁劣而是要发挥各自的优点为生产服务。
并对DCS与PLC 在热电厂中实际应用进行分析。
一、DCS与PLC的特点DCS 是英文Distributed Control System的缩写,称为分散控制系统,通常称为集散控制系统。
DCS一开始应用就是为替代从传统的仪表盘监控系统。
因此,仪表的控制是DCS控制的重点,是由过程监控层及控制层组成的,通过网络通信平台连接的多层计算机系统,是一种综合了计算机技术、通讯技术、显示方式和控制输出等多项技术的控制系统。
DCS控制功能主要擅长处理模拟量信号输入输出、PID回路调节、各种设备状态显示等方面。
其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
DCS系统的CPU一般采用冗余设计当CPU出现问题时能切换至备用而不影响系统正常运行。
各台计算机控制功能和控制的范围分工明确。
当某台计算机出现问题时也不会造成这台计算机控制部分控制功能的丧失,其控制可由其他计算机代替完成,从而不会对系统运行造成影响。
DCS 系统是开放式结构,给系统扩容留下足够的空间,不同的制造商都有自己标准的通用扩展模块、通讯协议和系列化设计,各台计算机与局域网连接通信,实现信息传输共享,需要增加计算机时装载必要程序连接到网络即可运行,不影响其他计算机工作。
PLC是英文Programmable Logic Controller缩写称为可编程序控制器。
PLC的产生以取代继电器回路的数字运算操作的控制系统。
PLC用采用物理装置代替硬连线逻辑,并借助于中央处理器来阅读所有的输入值,并执行程序。
存储器是可编程序的,通过内部储存执行各种操作指令包括顺序控制、逻辑运算、计数、定时和数值运算等指令,并通过数字量、模拟量输入和输出、控制各种设备设施生产过程。
浅谈DCS系统在电厂电气控制系统中的应用(全文)

浅谈DCS系统在电厂电气控制系统中的应用(全文) 【摘要】在对火电厂电气DCS系统控制的基本原则进行简单阐述后,对电厂电气DCS控制系统的主要功能构成进行了认真分析研究。
最后,对电气控制系统引入到电厂DCS系统中的关键性问题进行了详细探讨。
【关键词】火电厂;DCS系统;电气DCS系统火电厂集机、炉、电等控制系统进行集控运行,可以大大提高热力发电机组运行安全可靠性和节能经济性,已成为现代火电厂自动化系统节能降耗改造研究的重要方向。
火电厂DCS 分散控制系统,已在远程集控自动调度、无人值班变电站等工程领域中得到广泛推广应用,并取得非常良好的应用效果。
但由于各种因素的影响,在火电厂电气控制系统中,绝大多数依然采用常规控制模式或相对独立的电控系统,没有真正意义上全部纳入到火电厂DCS分散控制系统中,与单元机组机、炉广泛采用DCS系统间存在很大不协调问题,直接影响到汽轮发电机组机、炉、电等系统的集中控制管理技术水平和发电厂电能生产运营效益。
要实现火电厂机、炉、电等系统进行全面集控运行,就必须对电厂现有的独立电气控制系统(IECS)进行技术升级改造,将其有效纳入到面向发电机组服务的DCS分散控制系统中,进而实现一体化智能自动控制[1]。
1、电厂电气DCS系统控制的基本原则从电厂DCS分散控制系统及IECS电气控制系统的功能特性来看,要实现将电气控制纳入到DCS系统中,就必须遵守火电厂电气控制的基本原则,即:DCS系统必须充分利用原有的专用微机数字化测控、保护、监视等继电保护装置,如发-变组保护系统、发电机励磁调节系统、故障录波系统等,也就是说这些保护装置和系统运行工况状态、动作结果、以及经过装置处理后的数据信息,均需要通过对应通信通道送入到电厂DCS系统中。
另外,在保证上述控制装置系统在DCS系统中能够高效稳定正常运行的同时,能够从DCS系统中完全脱离进行独立运行,以确保电厂电气系统运行具有较高安全可靠水平。
电厂中PLC、DCS和FCS的应用

电厂中PLC、DCS和FCS的应用摘要:FCS、DCS和PLC是电厂各大系统主要的控制方案。
其中,FCS是现场总线控制系统;DCS是公布式控制系统;PLC是可编程逻辑控制器。
FCS是另外两个系统的扩展系统。
本文简要分析了电厂中PLC、DCS和FCS的应用。
关键词:电厂;PLC;DCS;FCS;应用一、PLC、DCS和FCS的基本要点1.1PLC技术可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下的应用而设计。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式输入/输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC最初是为了取代传统的继电器接触器控制系统而开发的,它最适合在以开关量为主的系统中使用。
由于计算机技术和通信技术的飞速发展,使得大型PLC的功能极大地增强,以至于它后来能完成DCS的功能。
另外加上它在价格上的优势,所以在许多过程控制系统中PLC也得到了广泛的应用。
大型PLC构成的过程控制系统的要点是:①从上到下的结构,PLC既可以作为独立的DCS,也可以作为DCS的子系统。
②PID放在控制站中,可实现连续PID控制等各种功能。
③可用一台PC为主站,多台同类型PLC为从站;也可用一台PLC为主站,多台同类型PLC为从站,构成PLC网络。
④主要用于工控中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
1.2DCS技术集散控制系统(DCS)又称计算机分布式控制系统,它是20世纪70年代中期迅速发展起来的,它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来,实现对生产过程的监视、控制和管理。
它既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好的解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险性。
它主要用于大规模的连续过程控制系统中,如石化、电力等。
其核心是通信,即数据公路。
它的基本要点是:①从上到下的树状系统,其中通信是关键。
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引言对于电厂的控制系统,一般联合采用DCS 和PLC 这两种方式。
DCS 作为一个多级计算机系统,综合了计算机、通讯、显示和控制技术,实现了分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便等特点,一般由过程级、操作级和管理级组成。
PLC 是以可编辑逻辑控制器为基础的新一代工业自动化装置,采用可编程序存储器,是一种专为工业环境下的应用而设计产生的控制系统,一般即为一层网络结构。
DCS 在我国发电企业普遍使用,控制范围逐渐扩大,已从早期功能单一的控制系统发展成为综合控制系统。
虽然PLC 的功能也在向DCS 发展,但对于目前的发电企业,主机的控制系统基本上都是采用了DCS ,而目前的发展趋势更是辅助控制系统中原先由PLC 实现的功能也逐渐由DCS 取代完成。
由于DCS 的系统功能会日益强大,价格日益便宜,这也预示了DCS 系统将逐渐取代PLC 完成小型系统的控制,实现“集中”控制。
1 发展本质D C S 起始于传统的仪表盘监控系统,比较倾向于PID 的算法和数量。
PLC 来源于传统的继电器,最原始的PLC 控制是不能处理模拟量的,这也决定了PLC 的控制重点是逻辑运算。
2 应用对象传统大型机组采用的控制模式是,机组部分采用DCS 控制,辅助车间等公用部分则采用PLC 控制。
而结合最近几年的发展趋势看,近年的电力体制改革,使发电企业竞争逐渐激烈,而提高企业效益的根本就是降低成本、提高效率。
因此,实现全厂自动控制系统的集中监控,显得更为重要了。
基于这种思路,现在很多电厂将原本属于辅网的一部分公用系统,也纳入了DCS 的集中控制范围,一方面实现了减员增效,另一方面提高了运行人员控制水平,集控室的统一监控解决了运行人员联系不及时、难于管理等缺点。
3 现状分析
在大型机组的设计中,目前主要采用
的是“两机一控”控制方案,也就是两台
机组合用一个集中控制室,实现机电炉的
集中控制。
每台机组设置一套DCS 作为单
元机组的主要控制系统,实现MCS 、SCS 、浅谈DCS 和PLC 在电厂的联合实际应用
付诗琴
广东省电力设计研究院,广东 广州 510663
DAS 、FSSS 。
而两台机组的DCS 之间再设置一套公用网络,通过网桥分别和每台机组的DCS 联通。
一般,空压机、循环水泵房、燃油泵房、公用厂用电源系统,都纳入了公用DCS 网络的设计范围内。
而全厂辅助车间,则主要采用PLC 控制:传统做法是采用“水”(净水系统、废水系统、化水系统;凝结水精处理、化学取样和加药)、“灰”(除灰、除渣、电除尘)、“煤”(输煤系统)控制点组成辅网BOP ,在机组
集控室的辅助生产系统操作员站进行集中
监控。
辅助系统的功能一般采用“PLC+上位机”实现,增强了独立系统运行的安全可靠性。
上述主机采用DCS 控制、外围辅助系统采用PLC 的控制方案,是多年来的常规方案。
这种思想的出发点是因为DCS 早前都是跟随主机从国外引进的,而进口设备的成本很高,国内DCS 技术也还不成熟;而PLC 的逻辑控制功能已较为成熟。
然而,辅助系统的PLC 装置,一方面型号多样化,一方面由于工作环境相对恶
劣导致故障率高、维护量大、备品备件需求多,因此增加了电厂运行成本。
辅助系统如采用集中控制或直接一体化控制,可以实现全厂控制一体化网络,方便了电厂运行人员和检修人员,减少了备品备件的种类和数量,减员增效、提高了效率。
如今国产DC S 品牌也日益丰富,DCS 的造价也在逐渐降低,功能也更加强大。
近些年的一些新建机组,主机和外围辅助系统都采用统一品牌DCS 系统,实现了全厂控制系统的硬件、软件、信息一体
化。
虽然存在的形式多种多样,比如全厂
DCS 设备一致,比如将外围辅助系统引入
主控室。
4 特点首先,对于大部分DCS 系统,虽然过程级的通讯协议不相同,但是操作级都选
择了以太网作为网络平台,采用T C P /I P
协议,方便扩展。
在以太网中,控制器作
为节点,可以按需要增减数量或改变位置,只要在网络控制的范围内。
而PLC 系统的扩展需求相对较少。
一般PLC 是针对设备使用,所以兼容性的需求也相对很少。
PLC 的控制任务相对简单,一般即为单层网络结构,基本不会涉及以太网。
其次,DCS 系统一般都会提供一个统一的数据库。
所谓“统一”,即对于数据库中的任何一个已存数据,可以被随时引用,无论是在组态软件、监控软件中,还是在趋势图、报表中。
而PLC 系统的数据库一般是相对独立的,组态软件、监控软件、甚至归档软件,都有各自的数据库。
再次,DCS 的任务周期,是可以设定的,比如对于压力传感器,可以采用较短的采样周期;对于温度传感器,可以采用相对较长的采样周期。
而PLC 程序是一次性执行完毕后再循环执行的。
比较而言,D C S 更能合理地按需求协调控制器的资源。
5 一体化趋势
不难看出,主辅一体化的经济效益明显。
单元制的辅助系统可以归入相应的机组DCS 实现;全厂公用的辅助系统,则可以归入公用DCS 实现。
各系统可以采用远程IO 站或远程IO 控制站实现控制功能。
全厂一体化,可以提高全厂控制系统的维护效率,减少维护工作量,降低维护成本;可以统一采购设备和备品备件,优化资源配置;可以优化全厂数据共享。
但是,在看到一体化优势的同时,我们也需要考虑到DCS 的负荷能力和电厂运行的安全可靠度。
全厂一体化,肯定增加了DCS 的信息负荷,这在一定程度上会影响DCS 系统的数据传输、数据运算和信号处理。
此外,在全厂一体化设计中,一旦辅助系统的DCS 网络出现故障,则可能导致全厂的辅助系统故障,可能影响到整个机组的运行,这一点不及原先PLC 控制时相对独立的各个辅助系统。
另外,从DCS 和大型PLC 的发展趋势看,两者概念上的界限逐渐淡化,渐趋融合。
另一方面,鉴于DCS 控制的系统接线工作繁重及其信号传输在可靠性和抗干扰性上的不足,DCS 将向FCS 方向发展,将模拟量的控制分散到现场仪表,仪表和控制系统之间不再需要电缆连接。
PLC 也可以实现模拟量的处理功能,部分PLC 系统的模拟量处理能力还比较强大;而同时DCS 系统的逻辑处理能力也很强劲。
这也就决定了DC S 和P LC 功能的融合发展趋势。
目前,大型PLC 也和DCS 一样,控制器和I O 站采用现场总线,采用计算机系统,当存在多台计算机使用时,系统结构和DCS 类似,上位机也采用以太网作为网络平台。
6 结语
综上所述,DCS 和PLC 在实际应用是存在着一定的区别和联系的,不能把两者绝对独立,两者都是电厂的控制系统“成员”。
作为设计人员,应该结合用户的实际需求,向用户提供最适合他们需求的控制系统,合理利用DCS 和PLC 的优势,优化资源配置,大力发展节能减排的绿色电厂。
参考文献
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DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2011.23.006。