摘要：火电厂系统已经逐步开始实现全面电气自动化，这不可避免的要涉及到分散控制系统的应用，本文简单介绍分散控制系统的基本概念与特点，以其在通信系统方面的具体应用做了总结。
关键词：电气自动化；分散控制系统
1 分散控制系统简述
1.1分散控制系统概念
分散控制系统（DCS）是一项将“四C”技术充分结合的新型计算机控制系统。“四C”即显示技术、计算机技术、通信技术和控制技术。DCS系统利用计算机网络或数据高速公路把不同地方的不同功能的计算机进行连接，依照分散控制、总体配置、集中管理、各司其职、信息共享的原则构建具有高可靠性、高性能的计算机控制系统。分散控制系统是一个闭环控制系统，安全可靠且维护方便，利于扩展。分散控制系统如图1所示。
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图1 分散控制系统（DCS）结构图
1.1分散控制系统发展现状
目前，分散控制系统在国内已得到广泛应用，特别是在火电厂锅炉和汽轮机自动化控制方面已取得成熟的应用经验和运行业绩，分散控制系统的可靠性和灵活性都已经获得行业内的普遍认可，火电厂因应用分散控制系统使单元机组热工自动化水平获得了不小的提升。不过如果与热工自动化相比较的话，火电厂电气控制水平仍较落后，随着火电厂机炉电一体化控制、机组整组启动及电厂AGC（自动发电控制）发展的需要，电气自动化系统使用DCS，已逐渐成为火电厂自动化必要途径与发展方向。不过，就目前而言，国内DCS应用于火电厂电气自动化系统的成熟经验还处于前期发展阶段，许多技术难题还等待攻克，在应用工程的设计及工程实施中仍然存在一些共性问题，包括电气自动化系统纳入DCS的范围、与电气系统其他控制设备的连接、单元机组电气部分和网控部分的划分、DCS的组网结构等。
分散控制系统目前已经在朝着横纵两个方向进行了功能扩展，向上至 SIS、向下至 FCS。例如现场总线技术的出现，就是 DCS 在纵向延伸方面的一个体现。现场总线是兼具开放性、数字化和多节点的通信技术，其中还融入了智能化的现场设备及系统。它可以帮助现场的设备实现在运行中的数字量信息交换，达到双方的共享和控制。避免了只靠电缆单一传输的弊端。现场总线技术的出现是源于现场仪表的模拟技术缺陷：速度太慢、精准度太低、成本太高。再加上这与计算机控制是数字技术的现状不相符，不可避免的会给商家和用户带来使用问题。经过一段时间的摸索，现场总线在专业人员的探索中产生，能够实现把部分控制功能分散到就地的仪表设备中，让控制功能能够通过功能块的方式达到组合和实现。但由于这是一项新生事物，国际上暂无一个统一的标准，还需要进一步的推广和改进。
2 分散控制系统的一般功能及技术要点
2.1 具有相当高的可靠性
在分散控制系统中，各功能模块之间存在着一定的独立性，这从侧面间接加强了系统的稳定性与可靠性。具体可以从下面几个方面来体现：第一个方面是系统功能较为分散，另外一个方面是地理位置较为分散。简而言之，当危险或意外情况发生时，系统结构具有将危险性分散开的特性，某个局部功能故障不会导致整个系统的瘫痪，加强系统鲁棒性。进行冗余配置的一个重要原因在于能够保障系统更加可靠，相当于增加了一层备用装置，一旦主设备有故障发生，备用作用的设备可以取而代之，保证系统正常运行，这样可以极大提高工作效率，减少经济损失。另外一些模块化和标准化的软件，随时都可以替换更新，对于系统的可靠性而言也是一层有力保障。
2.2 具有分部性与分级性
分散控制系统在有效分散系统中可能出现或存在的危险、障碍以及错误等的同时，也能够有效使得各设备实际利用率获得提高。即该系统通过地域、人员、功能、设备、操作等不同部分的分散，可以实现系统危险的“大化小、小化无”。
分散控制系统的分级性又常体现在该系统通过具体分级，既可以保障各个部分之间的工作能够更好地互动和协调，也可以有效避免或减少各部分设备之间的摩擦，有利于提升各部分设备自身的实际利用率和使用寿命。
2.3 系统的简易性
分散控制系统的简易性体现在很多方面，比如编程容易，分散控制系统采用控制图形界面和功能码控制组态来编程的，这样可以自动生成执行文件。这种编程方法对用户的编程能力要求不高，用户只需要掌握填表、作图等进行组态的方法就能编程，并且这种编程应用程序的质量还是比较可靠地。再比如系统维护方便，分散控制系统的微处理器具有自诊断功能，应用程序在执行的时候还可以同时运行自侦段程序，扫描硬件的运行状态。发现异常现象时可以及时发出警报，对出现异常的部位和异常性质作出提示，并且系统维护的时间比较短，模件是可带电插拔、接插结构，磨剑种类少，维护较简便。
3 分散控制系统在电气自动化中的应用
电气运营管理中的必然发展模式就是火电厂的电气自动化系统，这不但可以使电厂的自动化水平提高，还可以新建或者改进相关领域的投资空间。综合自动化技术的提供是分散控制系统的代表，连接分散控制系统的技术可以对形成电厂电气综合自动化系统的技术保障和支持提供帮助，以及电厂的环节控制与经营管理的有效实现，使分散控制系统在火电厂电气自动化中的纵向延伸得到了发展。随着电气自动化的不断改进与完善，分散控制系统对电力企业的科学化管理有着重要的意义，不仅对国内电力企业的生产管理决策支持系统有力，还有助于提高中国的工业水平快速发展。
以DCS在通信网络方面的应用为例，既然将分散控制系统应用在火电厂电气自动化上，那么进行相应的信息交流就是必不可少的了，因此通信网络也必须达到相应的要求。在这个控制系统中，实时通信网络是它的核心，只有在第一时间内掌握到最准确的资料及相关数据，才可以对突发事件采取相应的解决方法。采用总线式结构构成的实时通信网络，用同轴电缆（是无主无源形式的）作为传输媒介，以太网的形式进行通信信息管理，在要求通信协议达到一定的规定后进行数据传输与共享，最终实现通信流畅、资源共享的目的。除了这种方式外，还可以进行非实时通信网络的构建，将它用作传输那些不需要在第一时间内进行分析的数据。运用这样的方法，在一定程度上减轻了实时通信网络的压力，提高实时通信网络的准确性；同时还避免了大量文件传输时造成的错误收发导致错误指令的下达，减少错误的产生。将以上两种方法结合起来使用，可以大大提高运作效率，减少失误的发生，加快能源的传输，方便被供应地区的社会活动的正常进行。
结束语
本文首先介绍了分散控制系统，即DCS的基本概念，并对常见结构给出了示意图分析，其次对分散控制系统在国内的发展现状做了分析，概括了该系统的一些常见功能与应用特性，对分散控制系统在电气自动化尤其是通信系统方面的应用做了总结。
参考文献：
[1]曾智勇.关于火电厂电气自动化中分散控制系统的应用[J].通讯世界，2015（21）：115-116.
[2]李寒冰.试分析火电厂电气自动化中分散控制系统的运用[J].电脑迷，2016（12）：131+134.
[3]张新燕，蔡实忠.分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用[J].科技传播，2013，5（07）：145+125.
论文作者:高亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
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