解析电厂DCS控制系统与现场总线控制系统FCS的应用问题

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摘 要：近年来，我国的电厂事业不断发展，电厂控制系统中运用的DCS系统日趋完善，该系统最大的优点就是 数字化、智能化技术成熟。本文重点对两种控制系统进行阐述，将两种控制系统的特点进行比较，阐明两种控制系统在电厂中的应用模式。

关键词：电厂；DCS；现场总线；应用问题

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.176

0 引言

对目前工业产业的发展状况调查发现，工业产业已经快速向数字化、智能化、现场化以及网络化发展。电厂中运用的DCS控制系统技术从20世纪70年代发展至今，40年的发展历程并未使DCS控制系统在技术组成与构成体系上发生较为突出的转变，DCS控制系统不断在改善中，现在DCS系统的性能已经趋于完善，在大、中型火力发电厂中已经被广泛应用。在20世纪后期又出现了一种新的控制系统技术，现场总线控制系统（FCS），该系统在计算机网络技术高速发展的情况下，变得越来越稳定可靠、经济节能。从现场总线控制系统的发展势头来看，很有可能会取代DCS控制系统。

1 DCS控制系统简介

DCS控制系统的特点。DCS控制系统具有很多的特点，首先是它具有非常高的可靠性。DCS控制系统采用了容错设计的系统结构，该结构可以实现对计算机分散控制，当多台计算机中某台计算机出现故障和错误的时候，DCS控制系统在控制出错的计算机时不会影响到其它计算机的正常运行，从而可以实现整个系统不会因为一处计算机出现故障而不能正常运行的现象。DCS控制系统每个控制站的任务单一，控制工作就显得简单，将每个控制点的安全性进行提升，很容易维持系统的正常运行。第二，DCS控制系统开放性很高。DCS控制系统中现场控制站的设计全部都采用了标准化、模块化以及系类化的设计方式，每个控制站之间可以相互通讯和信息传输，补充或者修补起来非常便捷。除此之外，DCS控制系统经过不断完善，在控制系统的内部新加设了许多新的功能，可以有效实现对WINDOWS操作平台的自动化管理。

图1为具体的DCS控制系统的配置图。

2 现场总线系统简介

（1）现场总线技术的特点。现场总线技术的最突出特点即是将通信方式完全转变，现在已经实现了全数字化通信。DCS系统中的通信是依靠现场控制站的4-20mA模拟信号的传输，相比较于现场总线技术的全数字化通信，DCS系统的通信技术较为落后，目前，完全数字信号已经取代了模拟信号的传输，这样成果是的传输信号的数字化纠错得以实现，将信息传输的可靠新以及安全性大大提升了。现场总线系统（FCS）系统还具有互用性与互可操作性的特点，系统之间只要相互连接就可以实现信息的相互传递。控制设备之间可以实现相互替换，唯一的要求是设备的性能必须类似，即使是两个厂家生产的控制系统，只要性能接近便可以实现相互替换。现场总线系统是一种全新的分散式控制系统，该系统具有非常高的分散性。现场总线控制系统将控制功能分散到现场，通过每个现场的控制仪表实现对每个回路的控制。同时还可以在控制室的人机界面上对现场仪表进行运行操作，对现场仪表进行调整以及对信息集中管理，这样就可以将现场传送给控制室的信号负荷大大缩减，系统的可靠性大大提升。

（2）电厂DCS控制系统与现场总线的比较。现场总线与DCS控制系统相比较，呈现出系统结构简单的特点，DCS控制系统发展的较早，已经趋于成熟完善，系统的结构相对会比较复杂，通过比较，现场总线在设计、安装、检测、维护都表现出了较大的优势。智能化程度高，系统更加安全可靠。设备智能化管理，可以利用信息化数字信号将计算机之间的信息进行连接，将传输的误差大大降低，这样使得结构更加简单，缩减了信息的往返传输，将系统的可靠性大大提升了。节省了投资和维护成本。现场总线系统较DCS系统更加简单，不再设有DCS系统中的功能单元，使得硬件成本降低，安装费用也随之减少，系统的可靠性提升，故障检测更加方便，减少了维修费用。

3 在电厂中应用存在的问题

在电厂中的应用中，存在较大的问题便是设计上的问题。现场总线在设计的时候，一味的追求就地智能装置传送的信息量越大越好，范围越广越占有优势。现场总线的通信速率受到多个因素的影响，例如，现场总线的传输量越大，节点数越多，相距的距离越远，那么现场总线表现出的通信速率越慢，所以现场总线的通信速率会受到节点数、传输量以及距离的影响。因此，为了控制这些影响，将现场总线的系统范围无限制的扩大，现场总线系统的范围扩大，导致系统运行的实时性以及可靠性受到影响，将系统的性价比大大的降低了。另外，通信信息量太大，使得一些个不重要的信息占用了大量的通信资源，给数据通道带来了很大的负荷，由于数据通道拥挤，导致出现通信不畅以及数据刷新周期过慢等现象。

4 结语

分析电厂管理未来发展的趋势，电厂管理的自动化以及智能化是主要的发展方向。DCS控制系统与现场总线两种控制技术各有不同的特点，但是现场总线技术的智能化、自动化要高于DCS控制系统，所以现场总线技术会被用的更加广泛。现场总线控制技术系统相较于DCS控制系统更加简单，安装更加方便，而且可靠性要高的很多，故障检测方便，而且少了许多的硬件，使得企业的投资成本大大降低。

参考文献：

[1]张钧勃.电厂DCS控制系统与现场总线的应用问题[J].黑龙江科技信息，2016（08）：50.

[2]浦征宇.浅议电厂DCS控制系统与现场总线的应用[J].现代国企研究，2016（08）：106.