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專業(yè)銷售:羅克韋爾A-B系列產(chǎn)品
PLC模塊、人機界面(觸摸屏)、變頻器、軟啟動器、低壓斷路器、負荷開關、保護器、接觸器、繼電器、按鈕、指示燈:
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PanelView Plus操作員界面2711P系列
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DCS概述
DCS,(Distributed Control System)簡稱分散控制系統(tǒng),國內(nèi)習慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機控制系統(tǒng),綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術,其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。
DCS的結(jié)構如圖1所示,從下到上分為現(xiàn)場I/O層,過程控制層、機組監(jiān)控層。隨著計算機技術的發(fā)展,已向上發(fā)展到生產(chǎn)管理層和決策管理層;DCS可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網(wǎng)絡連接來實現(xiàn)更的集中管理功能,如計劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。
圖1 DCS的結(jié)構
DCS具有以下特點:
(1)高可靠性
由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構采用容錯設計,因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外,由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔的任務比較單一,可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構和軟件的專用計算機,從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。
(2)開放性
DCS采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計,系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信,實現(xiàn)信息傳輸,當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時,可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡或從網(wǎng)絡中卸下,幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。
(3)靈活性
通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應用對象進行軟硬件組態(tài),即確定測量與控制信號及相互間連接關系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面,從而方便地構成所需的控制系統(tǒng)。
(4)易于維護
功能單一的小型或微型專用計算機,具有維護簡單、方便的特點,當某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時,可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換,迅速排除故障。
(5)協(xié)調(diào)性
各工作站之間通過通信網(wǎng)絡傳送各種數(shù)據(jù),整個系統(tǒng)信息共享,協(xié)調(diào)工作,以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。
(6)控制功能齊全
控制算法豐富,集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體,可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。
二、電廠DCS的應用與發(fā)展
當今,DCS的應用范圍和功能的迅速擴展。
2.1
DCS應用范圍的迅速擴展
20世紀末,DCS在國內(nèi)燃煤機組上應用時,其監(jiān)控功能覆蓋范圍還僅限D(zhuǎn)AS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年發(fā)布的Q/DG1-K401-2004《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)(DCS)技術規(guī)范書》中,DCS應用的主要功能子系統(tǒng)仍然還是以上四項,但實際上近幾年DCS的應用范圍迅速擴展,除了一大批高參數(shù)、大容量、不同控制結(jié)構的燃煤火電機組(如浙江玉環(huán)電廠1000MW機組)的各個控制子系統(tǒng)全面應用外,脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、大型循環(huán)流化床(CFB)鍋爐等新工藝上都成功應用??梢哉f只要工藝上能夠?qū)崿F(xiàn)的系統(tǒng),DCS都能實現(xiàn)對其進行可靠控制。
2.2
單元機組控制系統(tǒng)一體化的崛起
隨著一些電廠將電氣發(fā)變組和廠用電系統(tǒng)的控制(ECS)功能納入DCS的SCS控制功能范圍,ETS控制功能改由DCS模件構成,DEH與DCS的軟硬件合二為一,以及一些機組的煙氣濕法脫硫控制直接進入單元機組DCS控制的成功運行,標志著控制系統(tǒng)一體化,在DCS技術的發(fā)展推動下而走向成熟。
由于一體化減少了信號間的連接接口以及因接口及線路異常帶來的傳遞過程故障,減少了備品備件的品種和數(shù)量,降低了維護的工作量及費用,所以近幾年一體化控制系統(tǒng)在不同容量的新建機組中逐漸得到應用,如浙江華能玉環(huán)電廠4×1000MW機組、臺州電廠2×300MW機組和安徽鳳臺電廠4×600MW機組均全廠采用西屋Ovation系統(tǒng),國華浙能寧海電廠4×600MW機組全廠采用西門子公司的T-XP系統(tǒng),大唐烏沙山電廠4×600MW機組全廠采用I/A系統(tǒng),國華臺山電廠2×1000MW機組采用北京和利時公司系統(tǒng),浙江樂清電廠4×600MW機組全廠采用ABB公司的SYMPHONY系統(tǒng)等。
控制系統(tǒng)一體化的實現(xiàn),是電力行業(yè)DCS應用功能快速發(fā)展的體現(xiàn)。排除人為因素外,控制系統(tǒng)一體化將為越來越多的電廠所采用。
2.3
DCS結(jié)構變化,應用技術得到快速發(fā)展
隨著電子技術的發(fā)展,近年來DCS系統(tǒng)在結(jié)構上發(fā)生變化。過去強調(diào)的是控制功能盡可能分散,由此帶來的是使用過多的控制器和接口間連接。但過多的控制器和接口間連接,不一定能提高系統(tǒng)運行可靠性,相反到有可能導致故障停機的概率增加。何況單元機組各個控制系統(tǒng)間的信號聯(lián)系千絲萬縷,互相牽連,一對控制器故障就可能導致機組停機,即使沒有直接導致停機,也會影響其它控制器因失去正確的信號而不能正常工作。
因此隨著控制器功能與容量的成倍增加、更多安全措施(包括采用安全性控制器)、冗余技術的采用(有的DCS的核心部件CPU,采用2×2冗余方式)以及速度與可靠性的提高,目前DCS正在轉(zhuǎn)向適度集中,將相互聯(lián)系密切的多個控制系統(tǒng)和非常復雜的控制功能集中在一對控制器中,以及上述所說的單元機組采用一體化控制系統(tǒng),正成為DCS應用技術發(fā)展的新方向,這不但減少了故障環(huán)節(jié),還因內(nèi)部信息交換方便和信息傳遞途徑的減少而提高了可靠性。
此外,隨著近幾年DCS應用技術的發(fā)展,如采用通用化的硬件平臺,獨立的應用軟件體系,標準化的通訊協(xié)議,PLC控制器的融入,F(xiàn)CS功能的實現(xiàn),一鍵啟動技術的成功應用等,都為DCS增添了新的活力,功能進一步提高,應用范圍更加寬廣。
2.4
全廠輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控
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