火电厂dcs控制系统
什么是dcs控制系统ECS）：其主要作用是发电机的启、停控制及逻辑；厂用电系统各开关的控制及逻辑；电气系统的各参数与设备状态的监视；继电保护动作情况、故障报警及时间顺序记录。MEH）：其主要作用是调节汽泵组的转速，可完成如下功能：挂闸、升速、定速、CCS控制、超速保护等功能。BCS）：旁路系统是一个独立的系统，旁路控制能完成旁路操作的确切要求，并能完成安全功能或快开/块关功能，其基本组成部分分为高旁控制器和低旁控制器，主要实现高低旁的压力控制和温度控制。系统的主要技术概述
DCS在火为发电厂烟气脱硫控制系统的应用电厂脱硫是将燃煤机组烟气中的含硫化合物降低到符合国家排放标准的一种工艺，目前常应用比较广的是湿法脱硫工艺。该工艺主要包括工艺水系统，石灰石浆液制备、输送系统，吸收塔系统，石膏脱水系统，烟气系统等子工艺系统。主要设备有湿式球磨机、浆液输送泵、氧化风机、浆液循环泵以及增压风机等。就其控制系统而言，湿法脱硫工艺一般具有以下特点：
烟气脱硫的控制对象比较特殊但数量较少，控制对象较分散，控制使用的PID较少，控制回路较简单；闭环控制较少，开环控制较多，实时性要求不太高。另外，顺控较多，注重的是时间控制，保护要求不多。因此，脱硫控制系统是一个以开关量为主，模拟量为辅并伴有少量调节回路的系统，属于典型的混合控制系统，其控制I/O点数约3000点。
本系统采用石灰石石膏湿法脱硫工艺，该工艺是目前世界上应用最为广泛和最可靠的工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，以去除烟气中的SO2，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙（石膏）。
总结随着计算机技术、通讯技术和控制技术的不断发展，为满足电网需要，火电机组必须具备更高的调节适应能力，采用厂级监控信息系统（SIS）、一体化的分散控制系统（DCS）
和利时d c s介绍
DCS系统概述 一、过程控制系统的发展历程 早期的控制系统往往是一台二次仪表控制一个回路，各回路的仪表相互之间没有关联关系，单个回路的仪表损坏之后并不影响其他回路仪表的正常运行。 第一代过程控制系统（PCS，Pneumatic Control System）是基于气信号的气动仪表控制系统； 第二代过程控制系统（ACS，Analogous Control System）是基于模拟电流信号的电动模拟单元组合式仪表控制系统； 20世纪80年代，微处理机的出现和应用，从而产生了分布式控制系统，即第三代过程控制系统（DCS，Distributed Control System）； 20世纪90年代，现场总线技术的出现产生了新的一代过程控制系统，即现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System) 。 DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它是指利用计算机技术将所有的二次显示仪表集中在电脑上显示，同时所有的一次表及调节阀等仍然分散安装在生产现场，DCS系统的核心是布置在机柜室的现场控制站，一旦控制站出现出现故障，将会导致灾难性的后果，为了避免这种情况的发生，各DCS生产厂家采用在线冗余（如同机泵的备用泵一样，一台坏了，另一台自动运行，而且是无扰动的切换。在这种切换方式下，我们人根本感觉不到任何变化发生）的技术来解决这一问题。 DCS系统的主要基础是4C技术，即计算机－Computer、控制－Control、通信－Communication和CRT显示技术。
DCS系统通过某种通信网络（如以太网、总线等）将分布在工业现场的现场控制站和操作室（控制中心）的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理（工程师站与操作站一样都是普通的计算机，只是因为其内部装有组态软件而已，大多数情况下工程师站也能作为操作站使用）。 下图以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS系统在实际生产中的应用过程： 被控对象(过程)：工艺生产设备(如反应釜，换热器，汽包、水箱等)，从传感器(测量变送单元)到执行器之间。 被控参数：各种工艺参数，如液位，温度，压力等。 测量变送：对被控参数进行测量转换的装置(转换成标准信号)。 调节器：把测定值和设定值进行比较和运算并输出控制信号的装置。 执行器(调节阀)：接收调节器来的信号并予以执行的装置。 我们可以把上述过程引申如下：
百科名片 DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。 基本介绍 首先，DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率 DCS ，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。DCS自1975年问世以来，已经经历了三十多年的发展历程。在这三十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS 中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。
火电厂DCS控制系统维护探讨 发表时间：2019-07-16T15:41:34.073Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：郑怡慧 [导读] 摘要：伴随着社会的发展以及科技的进步，DCS控制系统不断升级完善，系统的可靠性、经济性、安全性均在持续的提升。 (山西漳泽电力侯马热电分公司山西 043008) 摘要：伴随着社会的发展以及科技的进步，DCS控制系统不断升级完善，系统的可靠性、经济性、安全性均在持续的提升。但是，DCS控制系统仍然存在一定的缺陷，仍然无法将故障彻底阻绝，这也一定程度影响着机组及相关工作人员的人生安全。同时，在火电厂DCS控制系统运行过程中，普遍因为缺乏故障的应急处理经验，在发生故障之后，大多数检修人员都凭借着自身的经验以及系统的操作经验来进行处理，导致故障不断扩大、升级。对此，研究火电厂DCS控制系统故障的应急处理和预防有着显著意义。 关键词：火电厂；DCS；控制系统 一 DCS电源 1.因UPS或保安电源故障后电源自动装置切换时间较长,导致DCS或ETS瞬间失电造成停机的事故时有发生,分散控制系统宜采用双路UPS 冗余方式供电,进线分别接在不同供电母线上。例如某电厂因UPS电源温度高报警,保安电源作为备用电源不能及时(ms级)由备用转为工作电源,使FSSS火检柜两路电源同时丧失,全炉膛无火MFT。 2.配置独立的UPS不与其它设备共用,一旦因其它设备原因导致UPS故障势必危及DCS的安全。 3.UPS旁路电源当受到外界干扰时,输出电压波动大。将UPS负载控制在30%～60%额定输出功率范围内是最佳工作方式,避免因负载突然加上或突然减载时,UPS电源的电压输出波动大,而使UPS电源无法正常工作。如某厂一机炉曾发生因UPS旁路电源输出电压波动大,造成其下属所接的重要系统无法正常工作,而引发机组跳闸的事故。 二 DCS的软硬件 1.在选择DCS控制系统时要优先考虑有在类似机组上良好运行业绩的控制系统,这样的成套控制系统通过了工厂试验和实际投运,其可靠性得到了时间的检验。同时要尽可能多地了解不同DCS在其他电厂的使用情况,尤其是主要出现的重大问题,以便在招标中进行比对和取舍。 2.控制系统的硬件一定要具有高可靠性,在电子元器件上的生产工艺各环节上采用了成熟技术,电子模件最好能热拔插。控制器的运算和存储能力要足够,IO卡件具有很强的抗干扰能力。 3.控制系统从结构上要充分地采用了冗余技术。对于控制系统的控制器、网络通讯等必须冗余,且各冗余设备之间必须能实现无扰切换。采用冗余结构不仅能避免控制系统的局部故障扩大事故,保证机组安全稳定运行,同时也保证设备故障的在线排除,从而消除事故隐患。 4.控制系统软件的可维护性要好。尤其是以下几个方面:程序及软件的稳定性好,不会出现系统或单个控制器死机等问题;系统自诊断性好:控制器及IO信号有出错报警;人机交换友好:可以在线修改程序及下装;备品备件有可靠保证:在15年内采购容易且周期短,价格低;功能是否强大。控制系统的软件的可读性好,其组态功能块的种类是否能轻易实现DCS控制系统的各种工艺功能的需要。 另外,在DCS控制系统选型时,还要充分考虑到以下各个方面:为了确保控制系统的安全可靠性,控制器对数不能太低,以便于控制功能分配的合理分配;IO模块的数量要合理,以便在分配IO通道时既可以避免重要信号的过度集中,以确保各IO模件的余量合理等。 三 DCS网络 1.机组运行时在线调试实时通讯,因配置冲突导致网络故障。 2.为同其他系统通讯,在实时数据网上增加接口或更改网络结构,导致网络异常。 3.日常使用过程中,因经常对DPU修改或增加功能,导致DPU负荷率过高,影响网络正常工作。 4.制定完善的DCS系统操作制度,使用USB口的操作规定,以免外界的侵入控制系统。 5.热工专业平时要加强DCS系统的网络维护。如利用停机时间逐个复位DCS系统的DPU和MMI(操作员站),一般要求每隔半年要复位一次DPU和MMI,以消除计算机长期运行的累计误差;MMI站主机放置的地方,应定期检查工作环境和通风状况,避免通风散热不良导致的硬件故障或硬件加速老化;对于DCS系统和其他系统(比如MIS、SIS等)的接口,应该在其他系统侧的网关站上,加装病毒防火墙,并及时更新病毒库。同时及时更新操作系统的补丁,从而提高系统的安全性;定期检查系统风扇是否工作正常,以确保系统能长期可靠地运行;定期对DCS主系统及与主系统连接的所有相关系统(包括专用装置)的通信负荷率进行在线测试,确认在机组出现异常工况、高负荷运行、当DPU或通信总线产生冗余切换的同时出现负荷扰动时,网络负荷率控制在行业规定范围内。 四 DCS失灵后的后备操作 在《防止电力生严重大事故的二十五项重点要求》中规定了“操作员站及少数重要操作按钮的配置应能满足机组各种工况下的操作要求,特别是紧急故障处理的要求。紧急停机停炉按钮配置,应采用与DCS分开的单独操作回路”的要求,但目前仍有部分机组的手动停炉停机按钮没有直接接入跳闸驱动回路中,而是直接进入FSSS或ETS装置的输入卡件通道,参加逻辑运算后,再通过输出回路送至跳闸驱动回路。这样,在FSSS或ETS故障后,运行人员无法在集控室进行手动紧急停炉。关于MFT动作回路的设计目前有带电跳和失电跳两种方案。带电跳采用常开接点进行控制,采用常开接点进行控制的方案虽减少了误动的可能性,但增加了拒动的可能性,如DCS失电后MFT不能正常动作。失电跳采用常闭接点进行控制,即在DCS失电后,MFT仍能动作,比较来看,这种方案对机组是最安全的,减少了拒动的可能性,但却增加了误动的可能性。为了提高动作的可靠性和保证机组的安全性,部分机组采用了另一种方案,即在DCS正常的情况下,可通过DCS逻辑正常触发MFT继电器的常开接点来动作设备。同时为了保证DCS失电后MFT的正确动作,再引入一路220VDC直流电源,在DCS失电后,采用手动按钮直接动作直流继电器,去跳有关设备。但是这里仍然有一个设计观念问题,当DCS电源真正消失时,包括重要保护在内也不起作用了,此时机组处于不安全状态。按照《火力发电厂设计技术规程》(DL 5000-2000)中的要求,应设计炉膛安全监控系统失电后的紧急停炉保护。另外基于某电厂曾发生过DCS瘫痪机组停机后,因电气原因两台交流润滑油泵失电,由于润滑油压低联启直流油泵的联锁未做电气硬逻辑联锁,故直流油泵未自动联启,同时没有及时手动启动直流油泵,导致汽机化瓦事故的发生。因此系统设计上必须充分考虑安全原则,涉及机组安全停机和失电情况下的安全联锁功能,除在控制器逻辑内实现外,还应在就地硬逻辑中设计并实现。 五 DCS施工的可靠性 1.施工中要注意盘柜与地的可靠绝缘和盘柜母线的可靠接地,同时对孔洞等必须做防火处理,盘柜等要有防振动措施。 2.敷设电缆时尤其要注意强电弱电分开,屏蔽线的可靠接地和抗干扰,如果混淆,可能造成DCS板卡的烧毁。在布线过程中一定要按照设计
DCS 系统包括控制节点、操作节点、通信网络。控制节点包括控制站，通信接口。操作节点包括工程师站，操作员站，服务器站，数据管理站。通信网络包括管理信息网，过程信息网，过程控制网， I/O 总线。 控制站硬件包括机柜，机笼，供电，卡件。机柜包括机笼、交换机、电源模块、端子板、卡件。机笼分为电源机笼和卡件机笼；卡件包括主控卡、数据转发卡、I/O 卡件及端子板。 现场接线箱里面包括接线端子和接线端子排。 DCS 的硬件体系结构 考察DCS 的层次结构，DCS 级和控制管理级是组成DCS 的两个最基本的环节。 过程控制级具体实现了信号的输入、 变换、运算和输出等分散控制功能。在不同的DCS 中，过程控制级的控制装置各不相同，如过程控制单元、现场控制站、过程接口单元等等，但它们的结构形式大致相同，可以统称为现场控制单元FCU 。过程管理级由工程师站、操作员站、管理计算机等组成，完成对过程控制级的集中监视和管理，通常称为操作站。DCS 的硬件和软件，都是按模块化结
构设计的，所以DCS的开发实际上就是将系统提供的各种基本模块按实际的需要组合成为一个系统，这个过程称为系统的组态。 (1)现场控制单元 现场控制单元一般远离控制中心，安装在靠近现场的地方，其高度模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个监控点到数百个监控点的规模不等的过程控制单元。 现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板（或称卡件）按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中，各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接，以实现信息交互。 现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容： 插件的配置根据系统的要求和控制规模配置主机插件（CPU插件）、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备； 硬件冗余配置对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段，DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。 硬件安装不同的DCS，对于各种插件在插件箱中的安装，会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。另外，现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种，所谓基本型就是各种插件安装在一个插件箱中，但更多的时候时需要可扩展的结构形式，即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元，相互间采用总线连成一体。 就本质而言，现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC的硬件配
DCS、FCS两大控制系统比较及两者的集成 2007年12月12日星期三 19:56 1 引言 过程控制以计算机控制作为主流。近年来，计算机技术的飞速发展正迅速改变着工业自动化的现状，传统的生产过程计算机控制系统已仅仅是一个狭义的概念，现代计算机控制系统的含义已被大大扩展，它不仅包含我们最熟悉的各种自动控制系统、各种顺序逻辑控制系统、各种自动批处理控制系统及联锁保护系统，还包括了各生产工段和各生产车间的优化调度系统，以及整个企业的决策系统和管理系统。本文重点分析作为现代工业顺序逻辑控制的可编程逻辑控制PLC、现代工业主流的集散型控制系统(DCS)和未来工业主流的现场总线控制系统(FCS)及其相互关系。 2 DCS、FCS控制系统的基本要点 目前，在连续型流程生产自动控制(PA)或习惯称之为工业过程控制中，有两大控制系统，即DCS和FCS。它们的各自基本要点如下: 2.1 DCS或TDCS (1)分散控制系统DCS与集散控制系统是集通讯、计算、控制、显示 4C(Communication，Computer，Control，CRT)技术于一身的监控技术。 (2) 从上到下的树状拓扑大系统，其中通信(Communication)是关键。 (3) PID在中继站中，中继站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。 (4) 模拟信号A/D-D/A带微处理的混合。 (5) 一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。 (6) DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场控制站)的三级结构。 (7) 缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。 (8) 用于大规模的连续过程控制，如石化等。 (9) 制造商:Bailey(美)、Westinghouse(美)、HITACH(日)、LEEDS&NORTHRMP(美)、Siemens(德)、Foxboro(美)、ABB(瑞士)
循环流化床锅炉是被国际公认的高效、低污染的清洁燃烧技术，是国家重点鼓励和发展的环保节能项目。该锅炉具有燃烧效率高，负荷调节范围大，无需加装脱硫、脱硝装置即可实现90%脱硫率，满足环保要求，以经济的方式解决大气污染问题，而且煤种适应性广，排出的灰渣活性好，容易实现综合利用。 目前国内300MW等级循环流化床锅炉消化引进阿尔斯通技术，和常规煤粉锅炉相比主要在燃烧系统方面存在差异其具有如下特点： ?通常锅炉四角分别布置4个返料器和4个外置流化床，外置床中布置了中温过热器，低 温过热器和高温再热器等锅炉受热面。 ?锅炉左右两侧配有风道燃烧器，每侧风道燃烧器含有两支油枪，床上左右两侧各配有 4支床上油枪。 ?风烟系统中一次风作为主要流化风，二次风分上中下分级送风助燃，多路流化风对返 料器、外置床等受热室起到流化作用。 ?风烟系统中灰循环的合理建立是锅炉稳定燃烧的重要前提，也是控制床温、再热汽温 的基础。 ?由于循环流化床锅炉的复杂性，锅炉炉膛安全监测系统和常规煤粉炉有较大差别，包 含锅炉跳闸BT、送风跳闸AT和主燃料跳闸MFT三个主要跳闸信号。 ?由于循环流化床锅炉的大滞后特性，自动控制难点在协调控制，床温控制、床压控制、 过热汽温控制和再热汽温控制。 ?对于循环配套直接空冷系统，直接空冷的控制关键在于风机转速主指令控制，即如何 设定好背压是一个关键，既能够考虑到汽轮机效率，又能考虑到风机电耗率，达到一个最佳经济性指标，同时兼顾到低温防冻保护。 图1?1 循环流化床机组示意图 1.2配置方案 蒙西DCS项目由DAS、FSSS、SCS、MCS、DEH、ECS、ACC等部分组成，总点数约20000点，采用TPS系统，总配置单元机组配置控制器18×2对,公用系统配置控制器2对，ACC
DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Co mmunication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、 DCS是分布式控制系统的英文缩写( Distributed Control System )，在国内自控行业又 称之为集散控制系统。 即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而 言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一 个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面，DCS 和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。 工程师站是对DCS 进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS4行组态，配置工作的工具软件(即组态软件)，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS 随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能， DCS分散控制系统原理 第一讲绪论 DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的变革，七十年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也没有动态流程图，通讯网络基本上都 是轮询方式的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令牌方式；九十年代操作站出现了 通用系统，九十年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开始采用以太网。总的来看， 变化主要体现在I/O板、操作站和通讯网络。控制器相对来讲变化要小一些。操作站主要 表现在由专用机变化到通用机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操作系统一般采用 UNIX，也有小系统采用NT，相比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机现象。I/O 板主要体现在现场总线的引入DCS系统。 从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它的特殊性，所以DCS 也就出现了不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺知识的局限性而引起，如 HONEYWELL公司对石化比较熟悉，其产品在石化行业应用较多，而E AILEY的产品则在 电力行业应用比较普遍。用户在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否对该生产工 艺比较熟悉；然后要看该系统适用于多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模的系统；最后是价格，不同的组合价格会有较大的差异，而国产的DCS 系统价格比进口的DCS 至少要低一半，算上备品备件则要低得更多。
火力发电厂分散控制系统(DCS)基本知识 1.分散控制系统（DCS） 分散控制系统，英文名称distributed control system，简称DCS。可以理解为：集中监视，分散控制的计算机系统。 DCS系统按照功能可以分为：数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、炉膛安全监控系统（FSSS）、顺序控制系统（简称SCS，有时旁路控制系统BTC和电气控制系统ECS作为SCS的子功能）、数字电液控制系统（DEH）、汽机保护系统（ETS）。部分火力发电厂汽机保护系统ETS用PLC来实现、旁路控制系统BTC使用专用控制系统（不包含在DCS系统内）。 DCS系统也可以按照工艺系统来划分。比如某电厂的DCS系统按工艺系统划分为：一号锅炉控制系统、一号汽机控制系统、二号锅炉控制系统、二号汽机控制系统。 2.数据采集系统（DAS） 数据采集系统，英文名称data acquisition system，简称DAS。采用数字计算机系统对工艺系统和设备的运行参数进行测量，对测量结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行计算和分析，并提出运行指导的监视系统。 DAS至少有下列功能： ●显示：包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示等。 ●制表记录：包括定期记录、事故顺序记录（SOE，毫秒级扫描周期，信号类型为开关量输入DI）、跳闸一览记录等。 ●历史数据存储和检索。 注：操作员站相应时间测试。 3.模拟量控制系统（MCS） 模拟量控制系统，英文名称modulating control system，简称MCS。是指系统的控制作用由被控变量通过反馈通路引向控制系统输入端所形成的控制系统，也称闭环控制或反馈控制。其输出量为输入量的连续函数。火力发电厂模拟量控制系统，是锅炉、汽轮机及其辅助运行参数自动控制系统的总称。 火力发电厂主要自动一般有：协调控制系统、给水控制（汽包水位控制）、炉膛负压控制、送风控制(包含氧量校正)、燃料控制、过热器减温水控制、再热器减温水控制、除氧器水位控制、凝汽器水位控制等。
计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书实验一、单容水箱液位PID整定实验 一、实验目的 1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。 3、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。 二、实验设备 AE2000A型过程控制实验装置、JX-300X DCS控制系统、万用表、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、网线1根、24芯通讯电缆1根。 三、实验原理 图2-15为单回路水箱液位控制系统 单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用SUPCON JX-300X DCS控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。 一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。但是，并不是所有单回路控制系统在加入微分作用后都能改善系统品质，对于容量滞后不大，微分作用的效果并不明显，而对噪声敏感的流量系统，加入微分作用后，反而使流量品质变坏。对于我们的实验系统，在单位阶跃作用下，P、PI、PID调节系统的阶跃响应分别如图2-16中的曲线①、②、③所示。 图2-16 P、PI和PID调节的阶跃响应曲线
大中型火电厂DCS自动控制系统改造及应用 发表时间：2019-05-24T11:15:21.157Z 来源：《电力设备》2018年第35期作者：赵立强 [导读] 摘要：自动控制系统是数字技术在社会资源开发中应用的主要技术形式，具有系统化、多元性及创新性等特征。 (内蒙古白音华自备电厂内蒙古锡林郭勒 026200) 摘要：自动控制系统是数字技术在社会资源开发中应用的主要技术形式，具有系统化、多元性及创新性等特征。基于此，结合当前火电厂自动控制系统的应用情况，探究了技术优化策略，以提升技术应用安全指数。 关键词：火电厂；自动控制系统；创新性 引言 自动控制系统在火电厂中的应用是社会发展的主要动力，与当代产业动力需求紧密相连。研究发现，阶段性归纳技术问题，可及时发现技术应用中的问题，推动系统升级。因此，火电厂自动控制系统优化策略的探究过程也是火电厂技术整合、创新的过程。 1自动控制系统概述 自动控制系统是生产设备在无人操控的状态下，自主按照已设定的生产程序进行生产加工。自动化控制系统在火电厂中的应用主要是指DCS系统的生产应用。该程序一方面运用数字命令实现发电原料传送、发电原料燃烧以及能力转换，另一方面借助数字显示窗口、信息采集与处理程序，关联产品转换的各项环节。按照火电厂自动化控制程序的设计结构，可将系统分为程序管理、程序操作与控制和终端控制窗口三部分。三者协作大大缩减了火电厂生产成本，提升了生产效率。 2火电厂自动控制系统应用中的问题 DCS程序作为火电厂自动控制系统的代表形式，在实际应用中仍存在诸多问题。 第一、硬件故障：自动化控制系统发挥控制作用，需借助其他辅助性元件完成动力转换。因此，当外部辅助零件出现故障时，自动化控制系统将无法继续工作。例如，火电厂生产设备限流保护不当，导致输电线路短路；系统电力传输线路破损、连接不当以及线路受潮等，导致自动化控制程序无法启动，影响电力转换系统的正常工作。 第二、热工程序问题：火电厂发电时，动力转化环节、热工强度检测/计算环节是电力转换的关键。由于自动化控制系统程序长期处于一线生产环境下，系统多处于离线工作状态，但热工生产信息输出却是联网状态。若热工转换信息系统已更新而自动控制系统未更新，生产中将出现系统信息识别不准确或者信息无法识别的状况，影响DCS系统的生产能力。 第三、程序信号干扰：实际应用中，DCS系统可能出现受信号影响的情况。一方面，DCS自动控制系统为半开放信号传输程序，即系统完全依靠程序信息安全识别窗口进行安全管理，缺少直接的安全管理体系，一旦外部传输信号超出正常信号强度，自动控制程序将受到干扰。另一方面，自动化控制系统长期处于干燥、灰尘积压的环境，外部元件易与空气摩擦产生静电，进而对程序信号产生干扰。 3火电厂自动控制系统的优化策略 为进一步优化火电厂自动控制系统的应用效果，必须解决火电厂自动化控制程序应用中的问题。 3.1针对性解决硬件故障 结合火电厂自动化控制系统的应用实际，对DCS程序涉及的外部元件进行系统性检查，并给予解决。第一，处理火电厂电力传输线路、动力转换设备及电力采集系统等方面的外部元件障碍问题，加强自动化控制系统的限流保护强度。第二，将火电厂自动化控制系统关联的元件应用环境、电源传输通路等部分，更换为更安全的限流传输控制环境。火电厂进行自动化控制系统优化时，需以外部应用元件优化为首要环节。安全检测人员现场勘察发现，自动化控制系统多个连接端的限流保护值差异较大，外部电力系统线路老化，且限流线路极易发生短路。因此，按照最新版自动化控制系统做功功率范围，重新调换了限流线路和设备元件，以确保自动化控制系统在火电厂发电中的安全应用[1]。 3.2热工程序计划性、目标性调节 3.2.1热工程序计划性调节 火电厂应用自动化控制系统做功时，需经I/O通道程序进行动力供应信号传输，再利用终端控制器将产生的信息反馈到中心控制体系。因此，热工程序优化时，必须确保信息传输环节和信息反馈环节的完整，以提升信息传导速率。例如，某火电厂自动化生产系统优化时，程序研究人员先按照该火电厂内DCS系统终端反馈窗口数量布设终端自动控制模型。模拟火电厂热工转换时，各DCS系统I/O接收渠道的各种情况，然后在故障指令处理程序中加入模拟分析问题的处理方法。而自动化系统的终端控制环节，采取信号指令模糊传输法，拓展系统在热工处理环节的信息识别范围。热工程序应用后，检测自动化系统的热工运作情况发现，热工终端反馈数据准确率为98.78%，程序检测、反馈等周期为30.89～35.88s，与程序优化前差异较大。可见，计划性自动化控制系统优化在火电厂动力转换中发挥了重要作用[2]。 3.2.2热工程序目标性调节 目标性人工调节实质上是周期性技术调节的过程。首先，自动化控制程序需定期更新，以确保火电厂动力控制端输出信息与自动化热工控制程序相适应。其次，按照火电厂每日生产需求，科学调整自动化程序数据采集命令的范围。某火电厂以DCS系统作为火电厂动力转换的主要控制方法，解决了自动化系统实际应用中存在的信号识别能力差等问题。系统检验人员进行程序优化时，在程序管理层设计了系统更新命令，将程序控制环节和程序操控环节统一设定了信息识别检验标准A。当外部输出信息不在A范围时，自动化程序将提示系统更新。同时，该企业对火电厂自动控制系统中的数据传输和热工计算环节进行了联网设计。当程序自主检测到程序新版本时，技术结构将自动更新。此外，自动化系统优化后，系统控制命令信息传输体系一部分信息借助云空间存储，一部分信息利用磁盘存储。为确保自动化程序可流畅性做功，技术人员只需适当扩充磁盘存储空间。该火电厂的自动化控制程序处理策略，是数字技术实践中优化的具体表现[3]。 3.2.3解决程序信号干扰问题 火电厂的系统信号干扰问题，可通过改善程序安全管理体系的方法解决。某火电厂自动化控制系统优化时，需重设自动化系统安全渠道。程序开发人员在当前技术体系基础上，增设了火电生产中线路电阻、电压和电容等环节的检测。同时，火电厂将程序安全操控命令设定为热工程序计算和终端反馈信息安全管理两部分。火电厂动力传输时，一旦内部电磁波超出内部电流控制的安全指数，安全防护系统将立即借助绝缘元件进行阻隔。若电磁波的强度较大，系统将立即切断本次电力传输渠道，改为多批次电力功率传输。此外，改进后的DCS
火电厂dcs控制系统 什么是dcs控制系统ECS）：其主要作用是发电机的启、停控制及逻辑；厂用电系统各开关的控制及逻辑；电气系统的各参数与设备状态的监视；继电保护动作情况、故障报警及时间顺序记录。MEH）：其主要作用是调节汽泵组的转速，可完成如下功能：挂闸、升速、定速、CCS控制、超速保护等功能。BCS）：旁路系统是一个独立的系统，旁路控制能完成旁路操作的确切要求，并能完成安全功能或快开/块关功能，其基本组成部分分为高旁控制器和低旁控制器，主要实现高低旁的压力控制和温度控制。系统的主要技术概述 DCS在火为发电厂烟气脱硫控制系统的应用电厂脱硫是将燃煤机组烟气中的含硫化合物降低到符合国家排放标准的一种工艺，目前常应用比较广的是湿法脱硫工艺。该工艺主要包括工艺水系统，石灰石浆液制备、输送系统，吸收塔系统，石膏脱水系统，烟气系统等子工艺系统。主要设备有湿式球磨机、浆液输送泵、氧化风机、浆液循环泵以及增压风机等。就其控制系统而言，湿法脱硫工艺一般具有以下特点： 烟气脱硫的控制对象比较特殊但数量较少，控制对象较分散，控制使用的PID较少，控制回路较简单；闭环控制较少，开环控制较多，实时性要求不太高。另外，顺控较多，注重的是时间控制，保护要求不多。因此，脱硫控制系统是一个以开关量为主，模拟量为辅并伴有少量调节回路的系统，属于典型的混合控制系统，其控制I/O点数约3000点。 本系统采用石灰石石膏湿法脱硫工艺，该工艺是目前世界上应用最为广泛和最可靠的工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，以去除烟气中的SO2，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙（石膏）。 总结随着计算机技术、通讯技术和控制技术的不断发展，为满足电网需要，火电机组必须具备更高的调节适应能力，采用厂级监控信息系统（SIS）、一体化的分散控制系统（DCS）
DCS控制系统详解（化工厂） 提起DCS系统，化工人都不陌生，因为它是化工厂的大脑，会根据采集现场仪表（温度、压力、流量、液位等）信号作出判断，让输出的信号对管道的阀门进行控制 由于DCS涉及的知识面很广，所以今天只介绍基本结构和原理部分，希望能为工厂中相关操作人员以及初学者提供参考。 01基本结构 DCS是Distributed Control System的缩写，直译为“分布式控制系统”。由于产品生产厂家众多，系统设计不尽相同，功能和特点也各不相同。 国内在翻译时，也有不同的称呼： 分散控制系统（简称DCS） 集散控制系统（简称TDCS或TDC） 分布式计算机控制系统（简称DCCS） 02系统组成 三站一线：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络 1、工程师站 对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。 主要功能：提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS在线运行时实时监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳工作状态之下。 2、操作员站 处理一切与运行操作有关的人机界面（HIS，Human Interface Station，或OI，Operator Interface，或MMI，Man Machine Interface）功能的网络节点。 主要功能：为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等，并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效。
DCS系统概述 一、过程控制系统的发展历程 早期的控制系统往往是一台二次仪表控制一个回路，各回路的仪表相互之间没有关联关系，单个回路的仪表损坏之后并不影响其他回路仪表的正常运行。 第一代过程控制系统（PCS，Pneumatic Control System）是基于气信号的气动仪表控制系统； 第二代过程控制系统（ACS，Analogous Control System）是基于模拟电流信号的电动模拟单元组合式仪表控制系统； 20世纪80年代，微处理机的出现和应用，从而产生了分布式控制系统，即第三代过程控制系统（DCS，Distributed Control System）； 20世纪90年代，现场总线技术的出现产生了新的一代过程控制系统，即现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System) 。 DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它是指利用计算机技术将所有的二次显示仪表集中在电脑上显示，同时所有的一次表及调节阀等仍然分散安装在生产现场，DCS系统的核心是布置在机柜室的现场控制站，一旦控制站出现出现故障，将会导致灾难性的后果，为了避免这种情况的发生，各DCS生产厂家采用在线冗余（如同机泵的备用泵一样，一台坏了，另一台自动运行，而且是无扰动的切换。在这种切换方式下，我们人根本感觉不到任何变化发生）的技术来解决这一问题。 DCS系统的主要基础是4C技术，即计算机－Computer、控制－Control、通信－Communication和CRT显示技术。 DCS系统通过某种通信网络（如以太网、总线等）将分布在工业现场的现场控制站和操作室（控制中心）的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理（工程师站与操作站一样都是普通的计算机，只是因为其内部装有组态软件而已，大多数情况下工程师站也能作为操作站使用）。 下图以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS系统在实际生产中的应用过程：
DCS分散控制系统中英文对照 DCS-----------------------------分散控制系统 BTG-----------------------------常规摸拟仪表 RUNBACK-------------------------自动快速减负荷 RUNRP---------------------------强增负荷 RUNDOWN-------------------------强减负荷 FCB-----------------------------快速甩负荷 MFT-----------------------------锅炉主燃料跳闸 TSI-----------------------------汽轮机监测系统 ETS-----------------------------汽轮机紧急跳机系统 TAS-----------------------------汽轮机自启动系统 AGC-----------------------------自动发电控制 ADS-----------------------------调度自动化系统 CCS-----------------------------单元机组协调控制系统 FSSS----------------------------锅炉炉膛安全监控系统 BMS-----------------------------燃烧管理系统 SCS-----------------------------顺序控制系统 MCC-----------------------------调节控制系统 DAS-----------------------------数椐采集系统 DEH-----------------------------数字电液调节系统 MEH-----------------------------给水泵汽轮机数字电液调节系统BPS-----------------------------旁路控制系统 DIS-----------------------------数字显示站 MCS-----------------------------管理指令系统 BM------------------------------锅炉主控 TM------------------------------汽轮机主控 DEB-----------------------------协调控制原理 ULD-----------------------------机组负荷指令 ABTC----------------------------CCS的主控系统 MLS-----------------------------手动负荷设定器 BCS-----------------------------燃烧器控制系统 PLC-----------------------------可编程控制器 UAM-----------------------------自动管理系统 MTBF----------------------------平均故障间隔时间 MTTR----------------------------平均故障修复时间
集散控制系统DCS简介 DCS是以微型计算机为基础，将分散型控制装置，通信系统，集中操作与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统。 它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。 集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，结合相应的软件，可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠。其特点有： 1、基于现场总线思想的I/O总线技术 2、先进的冗余技术、带电插拔技术po 3、完备的I/O信号处理 4、基于客户/服务器应用结构 5、WindowsNT平台,以太网,TCP/IP协议 6、OPC服务器提供互连 7、Web浏览器风格,ActiveX控件支持 8、ODBC,OLE技术,实现信息,资源共享 9、高性能的过程控制单元。 10、支持标准现场总线 11、Internet/Intranet应用支持 (1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构
和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 (2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。 (3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。 (4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。 (5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。 (6)控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。