摘要：伴随当前科学与技术的不断突破和进步发展，电厂里面也在不断进行着大量先进的自动化控制系统的设计和使用，这不单单可以大大的提高电厂运行效率，而且还可以对电厂的监控和管理起到一定的作用。本文通过对DCS的系统构成、控制方式、设计要点、设计方案以及应用等进行阐述和研究，希望能够为这一行业提供一些参考。
关键词：电厂；DCS；构成；控制方式；设计；实现
1 DCS系统
1.1 系统构成及控制方式
DCS控制系统的控制设备由DPU、控制柜、操作员站、工程师站、盘台仪表、硬手操以及工业电视等设备组成。DCS系统是运用机炉进行集中控制的，两个炉两个机共用一个集中控制室。机炉是对锅炉、燃料供应系统、汽轮发电机等进行集中控制的，系统成套装置的配置方式是按照锅炉和汽轮发电机组一对一进行配置的，而且设置除氧给水和减温减压装置作为公用控制装置。电气的综保系统和化学水的处理以及循环冷却水等程序都是运用独立的PLC控制的辅助系统，运用RS-485（RS-232）接口将机炉集中控制室的DCS系统进行连接，如图1所示。
图1系统结构图
1.2 系统自动化设计注意要点
1.2.1电气施工质量方面的问题
质量安全是每个施工环节必须要引以重视的问题，质量安全必须贯穿每一个施工的环节，应用过程是否能够顺利进行依赖于施工安全能否实现。所以电气施工当中的质量安全也是电厂自动化系统建立的质量保证。第一，要保证电气器械的供电需求，由于电子元件对于电压具有非常大的敏感度，所以在电气工程施工的时候需要加装稳压器，以稳定电压；对于建造自动化系统，要把控好计算机以及其他电气硬件设备的质量，从而能够减少由于质量问题带来的维修的麻烦；在电气施工布线的时候，要充分考虑好布线的合理性和科学性。因为布线对否合理科学直接影响着后期设备维修及出故障后维修的便捷性和高效性。
1.2.2 物资质量方面的问题
要想电厂的自动化系统能够高效的运行，那就需要对系统设备的质量进行把关，在对系统设备进行采购的时候，要根据系统的实际要求和规范进行采购，并且将操作的流程作为操作人员的操作流程来进行。对于第三方外包人员的计入问题，最好是不介入，还是派自己厂的工人进行操作，因为外包人员的专业技能层次不齐，选用的材料也没有保障。
2 基于DCS电厂自动化设计方案
2.1通讯构建
2.1.1便捷性
要想使系统具有便捷性的特点，就需要使得各个固定的IP连接的时候运用无损和零延迟的传输方式，也就是说在数据的收集和非处理的环节，使数据的同步率能够达到最高，并且为了能够提高系统调用的范围，可以在系统设计和实现的时候增加一些移动数据的终端，这样如果遇到设备需要检修的时候，就可以有参考该数据了。
2.1.2安全性
要想提高安全性方面的问题，就需要保证数据传输途中的安全性，一般有两种方法，第一种，可以使用固定线路进行数据的传输，采用非互联网式的传输方式，这样不仅对数据的安全性和可靠性进行了保障，还可以防止数据在传输的过程中出现数据外泄的情况。第二种，就是建立独特的密码体系，对于传输的数据进行加密处理，但是要在不影响传输速率的前体现进行，这样既不影响传输的速率，又提高了数据的安全性。
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2.1.3有效性
有效性是指数据的有效性，主要是要防止DCS的控制不能产生多个生产节点的控制，在对系统进行设计的时候，要运用网状结构来设计备用的管理方案，这种设计模式能够在设备出现故障导致停工停产的时候，进行继续的工作。
2.2模块构建
在进行设计的时候，运用模块构建这种方法和构建原则来实现的话可以比较好的实现特定的功能，而且能够方便对于整个软件进行编辑。在进行模块构建的时候，要根据电厂自动化体系的要求和目的进行设计，一般有以下几个模块：
2.2.1数据采集模块
数据采集模块是运用不同种类的传感器和视频的采集系统对电厂内的设备情况进行数据的采集，并应用集中传输的方式将数据传送到各个处理器进行汇总。
2.2.2数据处理模块
有些数据是不需要处理的，对于这些数据只需要进行存档以备上级机进行调用；对于有些数据需要进行处理才能使用的，就需要运用下级机当中的预制函数进行数据的处理和计算，然后才能供上级机进行条用。
2.2.3可视化人机模块
在设计可视化人机模式的时候，需要考虑的是本模块的饿便捷性和可操作性。在建立模拟电厂或是3D电厂的模型的时候，要将每个设备运转的情况用工序图的形式来进行表征。这种设计的想法可以对系统的操作人员进行数据的监控和管理，并且在使用该模块的时候，运用参数按钮等设置工具来实现一键式控制的目的，这样可以提高电厂的自动化水平。
2.2.4分级控制模块
在对电厂的自动化系统进行设计的时候，要采用分级控制的理念进行系统的设计。下级机要对设备的开关、设备的继电以及设备的电流进行具体的控制；中积极要设计为对单一的设备进行整体的调节；上级机则设计为对整个生产和运行的工序进行控制。在分级管理的基础上进行自动化管理体系的设计。
3 电厂分散控制系统的设计与实现
3.1 强化电厂基础信息调研以及需求分析
要实现DCS电厂自动化设计就需要明确分散控制系统的结构、电厂的基本信息以及电厂的需求。了解电厂的地理位置、不同的机组设计和安装的情况，以这个为分散控制系统的布线基础。在这个基础上还要对电厂的实际情况进行分析和讨论，设计出符合电厂实际情况的分散控制系统。
3.2 根据电厂需求进行分散控制系统的配置
在进行设计的时候，要考虑电厂的实际情况，并根据《火力发电厂热工自动化系统安全技术指南》中的具体的要求来对分散控制系统进行设计，从而保证分散控制系统的安全。在设计的过程中要注意DCS控制器的配置问题，因为在整个分散控制系统中，无论哪一个控制器出现问题，都会导致整体机组运行困难。虽然DCS中的冗余设备被分配在各个不同的控制器中，但是如果出现故障会让设备发出的信号有所错误，影响正常的控制器，因为冗余设备并不是孤立存在的，而是具有联机功能的。在进行实行设计的过程中，不仅要根据规定进行设计，还要考虑电厂的具体情况，理论结合实际的方法来设计，以此来实现电厂分散控制系统的设计。
结论语
电厂DCS系统的自动化设计与实现需要有专业人技术人员对现场的总线技术和智能化设备进行引进，并且对分散系统的安全性和工作效率进行提高。这样才能最终达到DCS自动化的设计和实现。
参考文献
[1]张颢.基于DCS的菏泽电厂生产运行管理系统的设计与实现[D].吉林大学，2011.
[2]杨耀峰.基于DCS的焦化冷鼓控制系统设计[D].太原科技大学，2013.
论文作者:张睿,刘娟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：电厂论文; 系统论文; 数据论文; 设备论文; 控制系统论文; 模块论文; 分散论文; 《电力设备》2017年第11期论文;