火電廠用DCS的發(fā)展趨勢與應用現(xiàn)狀

題記：近20年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展，特別是流程工業(yè)的經(jīng)濟總量在迅速增長，對流程工業(yè)的需求也相應迅速增長。自動化儀表和系統(tǒng)逐步向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、集成化過渡，現(xiàn)場儀表目前處于4～20mADC常規(guī)儀表：HART標準儀表：現(xiàn)場總線儀表產(chǎn)量比為5:4:1的階段，而自動化系統(tǒng)處于DCS:PLC:IPC:SLP（含單回路調(diào)節(jié)器、無紙記錄儀、數(shù)顯式儀表）比為5:3:1.5:0.5的階段，實際上在大中型流程工業(yè)中HART、FF、PROFUBUS-PA現(xiàn)場儀表和DCS的應用比例更大些。本文重點研究大型火電廠用DCS，所以總的發(fā)展趨勢也側(cè)重于和自動化系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)和一些理念來進行闡述。

　　火電廠自動化的發(fā)展趨勢

　　■現(xiàn)場儀表標準之戰(zhàn)結(jié)束，進入工程實踐階段，多種總線并存的局面已經(jīng)形成。FF基金會現(xiàn)場總線技術(shù)主動融入DCS系統(tǒng)中，或者稱：經(jīng)過互操作性認證的DCS系統(tǒng)是FF的主系統(tǒng)。目前已注冊的有11個公司的20個主控系統(tǒng)，涵蓋了世界上大部分DCS系統(tǒng)。這種理念已經(jīng)得到工程實踐的考驗，而且形成共識，國內(nèi)外已有在電廠采用現(xiàn)場總線的工程業(yè)績。

　　■與信息技術(shù)（IT）融合。

　　按照COTS（商業(yè)現(xiàn)貨技術(shù)Commercialoff-the-shelfTechnology）的原則，采用快速以太網(wǎng)技術(shù)（包括TCP/IP等）作為廠級系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡架構(gòu)。

　　■系統(tǒng)功能安全技術(shù)在實際流程工業(yè)的自控工程中已成為*的一部分，安全儀表系統(tǒng)（SIS）和流程工業(yè)安全完整性等級（SIL）認證體系正在形成。SIS和DCS融合或兼容的趨勢也逐漸形成。

　　■EDDL設備描述語言和系統(tǒng)集成技術(shù)以及在此基礎上形成的設備管理系統(tǒng)（AMS）已經(jīng)成為基礎自動化不可分割的一部分，而且逐漸擴大資產(chǎn)管理范圍，包括設備信息平臺、智能設備管理系統(tǒng)、機械設備管理系統(tǒng)、性能檢測系統(tǒng)等。目前資產(chǎn)管理系統(tǒng)在世界上已應用了1000多套，全生命周期的企業(yè)資產(chǎn)管理和工程管理的理念正在形成。

　　■管控一體化和儀控、電控一體化正在統(tǒng)一構(gòu)架下逐步實施，EPR/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)已形成共識，逐步實現(xiàn)基礎自動化與企業(yè)信息管理的無縫集成。馬達控制中心（MCC）及企業(yè)用電的配電系統(tǒng)等在基礎模塊智能化及采用現(xiàn)場總線技術(shù)的基礎上逐步納入以溫度、壓力、流量等信號為主的儀控系統(tǒng)中。

　　火電廠用DCS的特點

　　大型火電廠用DCS除去上述趨勢共性外，還有它固有的個性：

　　■汽機、鍋爐等控制及安全要求復雜，燃料、水、灰等相關(guān)輔助設施龐大，產(chǎn)生的電能受電網(wǎng)調(diào)度要求高等，造成用于電廠的DCS應具有回路反饋控制、順序控制、混合控制等復雜控制功能，具有驅(qū)動多種執(zhí)行機構(gòu)的要求 ，完成復雜計算能力及*控制（APC）功能。

　　■由于FSSS對作為事件順序的操作記錄的要求很高，而且可能是多系統(tǒng)組合來完成該項功能，所以SOE的帶有時間戳的開關(guān)量輸入設備及相關(guān)功能是必須具備的。在時間同步方面，除了DCS系統(tǒng)內(nèi)時鐘同步方式，還有目前正興起的GPS衛(wèi)星時間同步方式。

　　■由于電廠的主要產(chǎn)品“電能”的特殊性及電網(wǎng)調(diào)度和電業(yè)管理的要求，電廠已推行“火力發(fā)電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)技術(shù)要求”，電廠監(jiān)控信息管理系統(tǒng)SIS的管控一體化方式是符合國情的技術(shù)，所以DCS與之銜接問題應該進一步落實。

　　■電廠機電設備多，廠用電管理十分重要，關(guān)于儀控、電控一體化，在電廠建設中電工專業(yè)要積極地將其納入全廠大系統(tǒng)中，所以DCS應適應其要求，在I/O硬件及掃描周期、人機界面及增大系統(tǒng)容量等方面擴大功能，加速儀控、電控一體化的進程。

　　大型火電廠建設周期短，對主儀表供應商（MIV）要求能完成“交鑰匙”工程，所以MIV（或MAC主自控承包商）不僅是DCS和儀表的制造商，而且應具有電廠建設的工程經(jīng)驗，應該是集制造商、集成商、工程公司于一身。而且今后MIV方式會逐漸流行。另外，為了大型火電廠“瘦身”，專業(yè)的電廠自動化維修服務工程公司也應得到發(fā)展。所有這些將深刻地影響著DCS制造業(yè)的發(fā)展。