《火电厂当前DCS应用设计探讨(定稿)》

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1、火电厂当前DCS应用设计探讨河北省电力勘测设计研究院胡立国摘要:本文简单叙述了DCS概念的提出、DCS的应用及其发展,并分析了DCS的应用现状和现场总线的应用前景,对当前火电厂热T自动化设计中现场总线的采用与DCS应用的改进谈了自己的看法,指岀在提高火电厂自动化水平方面,设计者应努力的重心,与同行探讨。关键词:火电厂DCS现场总线一DCS概念的提出1.计算机控制木世纪六十年代以前,工业控制过程还均由常规模拟仪表组成,具有可靠性高、成本低、抗干扰能力强等许多优点。但是,随着生产的发展,以及对控制系统功能、精度的要求越來越高,常规模拟仪表组成的控制系统的局限性也表

2、现的越来越明显,尤其是难以实现对多变量相关对象的控制,实现复朵控制规律非常复杂;控制盘的尺寸越來越大,集中监视困难;对控制规律的变更难以实现。随着计算机技术的发展,为计算机应用于控制系统创造了条件,依靠编制计算机软件完成高级和复杂的控制规律,控制规律的变更和调整仅需改变算法、修改或重新编制软件即可实现,克服了模拟仪表控制所无法克服的局限和缺点,给控制领域带來了无限光明。五、六十年代,控制领域内开始进行计算机控制实验,在电厂热工口动化领域,早在1965年,美国小吉普赛电厂率先进行直接数字控制而以失败告终,我国上海南市电厂与此同时也进行过此项实验,其后,北京石景山

3、电厂在此方面也作过积极的工作,都未取得成功。原因是,当时的计算机硬件不很可靠,一台计算机完成数十甚至上白个控制回路,软件的编制也就相应繁杂错综,一旦便件或软件出现故障,整个控制系统失败,这注定了计算机控制系统可靠性低、危险十分集屮。1.DCS概念的提出及当时的控制思想七十年代初期,随着大规模集成电路的出现,各种各样的由大规模集成电路芯片构成的计算机相继问世,这些可靠性极高、体积小、价格低廉的元器件为新型计算机控制系统的研制提供了物质基础。吸取模拟控制系统可靠性高的优点,接受原来计算机集中控制失败的教训,七十中期,控制界提出了“分散控制,集中监视”的控制概念,从

4、而掀起了控制领域的革命。新一代控制系统——集散控制系统(DCS)产生并迅速发展成熟起来。在此,我想指出的是:控制系统发展到今天,远程I/O的应用,现场总线控制系统(FCS)概念的提出与发展等等,从控制本质上都符合当时提出的“分散控制,集中监视”的控制概念。二DCS现状及发展目前,DCS生产厂家众多、竞争激烈、各有特色。二十万千瓦以上新建机组均配备了DCS控制系统。为了开拓市场,许多制造厂家推出了小型DCS系统,人人降低了价格,相当大部分十万和五万千瓦机组也都由DCS系统实现其监视控制。在火电厂口动化方面,已有数百套DCS系统成功应用于火电机组的监视控制中。1、

5、控制范围DCS控制系统实现了“分散控制,集中监视”的控制思想。在功能上,已包括TDAS、CCS、SCS、FSSS(BMS)、DEH、ETS等大部分的机组控制监视任务。其中DAS、CCS、SCS已无可争论的由DCS来完成。近几年,DCS承包商在承接DCS控制系统的施工及应用调试中,积累了丰富的火电厂运行经验,熟悉了FSSS的任务及功能,在消化吸收的基础上,成功的将FSSS纳入DCS,由DCS完成锅炉的各项保护,以及燃烧和负荷管理任务,称其为锅炉燃烧管理系统-BMS(BURNERMANAGERSYSYTEM)。现在,多数火电机组DCS招标时己明确标明,DCS系统应

6、包括DAS、CCS、SCS、BMS等功能。我们再谈一谈汽轮机调节系统。DEH和汽轮机关系十分密切,没有配套良好的DEH,汽轮机的功能和性能无法尽善尽美的发挥出来,因此、国外汽轮机生产厂十分重视DEH的生产,DEH毫无例外的由汽轮机厂配套供应,汽轮机厂中都有一批经验丰富的DEH专业队伍和专门的生产工厂,即使有外购配套部件,也在其整体设计框架的范围之内。这不仅有利于汽轮机厂的整体竞争力,也有利于发挥各自优势和采用成熟的技术。而国内汽轮机生产厂家大多不重视DEH的研究与开发,给专业DEH生产厂家配套齐汽轮机厂汽轮机产品提供了机会而快速发展起来,造成多家汽轮机依赖唯一

7、DEH生产厂家的局面。近年来,汽轮机生产厂家和用户都有改变这一局面的愿望,但汽轮机厂家都不生产DCS,对DCS不甚了解,又造成了国外DCS生产厂家进军渗透各型汽轮机的机会,WESTINGHOUSE、BALLEY.ABB等公司已成功把我国汽轮机的DEH纳入其DCS系统。因此在汽轮机和DCS条件允许的情况下,将DEH纳入DCS亦为技术成熟的选择。2、控制算法在工业生产发展的同时,控制领域的发展也日新月异,许多成熟的控制理论逐渐应用于生产,由最初的单回路P1D控制,到多变量、非线性控制,到现代控制理论的发展,自动辩识自动建模的自适应控制、模糊控制、专家控制系统等控制

8、技术的成熟,为完成生产过程的最优控制提

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