1 电厂DCS系统概述
电厂DCS控制系统即Distributed Control System，是一类集散性控制系统，涵盖多级计算机控制装置，控制纽带为过程控制及监控模块组合的信息网络系统，高效集成了4C技术（即计算机技术、通信技术、显示技术以及控制技术），具有分散控制、分级管理、灵活配置等特性。伴随着计算机通信技术的发展，DCS控制系统结构包括生产、决策管理模块、输入/输出模块、运行控制模块以及运维监控模块等，并可实现对电厂运行的高效集成化管理。DCS控制系统具有高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制功能齐全等特点。其中，系统各控制功能实现了计算机分散管控，搭配容错设计提升系统运维的可靠性；在架构设计中采取高度开放式与模块化设计，各计算机分散控制模块通过局域网进行通信，利用组态软件实现软硬件组态控制，提升控制系统架构的灵活性；同时，单一功能型计算机分散通信具有容错率高、维护方便的优势，可提升故障处理的效率；各工作站系统通过通信网络实现信息共享，实现控制系统信息的优化处理；系统采取高效的优化控制算法，集成了连续控制及批处理控制，搭配用户自定义算法，极大地提升了系统控制的分布式与集散化水平。
2 电厂DCS系统的应用
2.1 DCS系统控制功能
在电厂控制系统中，DCS系统广泛用于电气控制系统各部分，基于操作指令的逻辑性分析有效处理电气控制系统故障，同时充分发挥各控制装置功能特性，有利于提升电气控制系统整体质量与水平。DCS控制系统网络结构多采用双网冗余式结构，可靠性较强，通过网格点对点通信技光纤性传输媒介提升了网络通信的安全性；降低了主干网络通信负荷，提升电气系统控制构架的安全及可靠性能。此外，电厂工艺过程的不断优化也对于DCS技术提出了更高的要求，借助组态软件可实现DEH、MBC等控制功能；在火电厂烟气脱硫调控系统中的应用可降低劳动强度并提升运行效率；在脱销控制中，利用APS（自动启停控制系统）可实现功能性操作的统一性，并完成高效的实时监控；电厂电气控制中，DCS系统的作用对象涵盖电源系统、发电机组、UPS系统等各类系统与装置，遵循数字化处理技术实现电机励磁调节及故障录波等过程的高效性，输入输出指令通过高效通信方式完成，具有强大的工作独立性。DCS系统功能的有效发挥可实现高低压用电高效切换、照明供电系统的优化以及发电装置的运行性能提升。
在具体应用中，为充分发挥DCS控制系统的性能需注意以下问题：（1）需依据系统惯性对信息采集及保护装置进行统一性授时，全面提升DCS系统控制质量；（2）合理分配电气控制系统功能性组件，满足功能集中、风险分散的要求，提供全面的系统安全保障。
2.2 DCS系统备份功能
2.2.1 备份方法
在DCS系统中GUS操作站Native Window的菜单栏选择ACCESS→ Mount/Dismount Emulated Disks..→在弹出的对话框中点击“Create”→在弹出的对话框中选择备份文件的文件名，例如：HM_Backup.LCN，点击“打开”→此时备份文件显示在对话框下方→用鼠标左键点击备份文件并将其拖动到“Left Driver”或“Right Driver”中的一个里面，点击“OK”→进入ENGINEERING MAIN MENU，点击SUPPORT UTILITIES→点击MODIFY VOLUME PATHS→显示图1画面→点击图1中的SET DEVICE PATH TO REM.MEDIA。此时如果之前选择将备份文件放入到“Left Driver”，则将上图中的所有路径修改为“$F1”。而如果之前选择将备份文件放入到“Right Driver”，则将上图中的所有路径修改为“$F2”→点击MAIN MENU退出。
图1 显示画面1
2.2.2 备份步骤
首先，保存UCN网络CHECKPOINT；其次，在DCS系统中GUS操作站的硬盘中（选择D盘或E盘均可）建立文件夹（文件名为备份时的日期），用来存放备份文件；再次，在DCS系统中GUS操作站Native Window的菜单栏选择ACCESS→Mount/Dismount Emulated Disks..→在弹出的对话框中点击“Create”→在弹出得对话框中输入备份文件的文件名，例如：HM_Backup.LCN，然后选择备份文件的保存位置（此时选择第“二”步中建立的文件夹即可），点击“打开”→在显示对话框中“Size”后输入备份文件的大小，一般为200MB，点击“OK”，此时备份文件显示在对话框下方→用鼠标左键点击备份文件并将其拖动到“Left Driver”或“Right Driver”中的一个里面，点击“OK”→进入ENGINEERING MAIN MENU，点击COMMAND PROCESS→在命令行输入：CR $Fd>BACK–F–MF 30200（$Fd为备份文件所在虚拟驱动器），按回车，等待显示“Create Volume Comelete”表示完成→在命令行输入：BACKUP PN:XX $Fd （XX为HM的节点号，$Fd为备份文件所在虚拟驱动器），按回车→显示图2画面→在命令行输入：N，按回车开始备份，此时显示备份过程，当备份完成时显示“EC Comelete”。
图2 显示画面2
2.3 应用可靠性提升措施
2.3.1 优化系统选型
为提升电厂DCS系统控制性能，需从系统选型的优化设计入手。基于电厂实际运行特性，从系统可靠性提升的角度，优先选用优异控制系统，并对现有运行不佳的控制系统予以优化调整；电厂DCS控制系统各部件需具备优异的抗干扰性能；控制系统配置高效的冗余技术，提升系统运行的容错率；在系统硬件及软件的选型过程中需遵循高可靠性设计原则，满足电厂控制系统设计要求，优化配置输入输出模块，确保信息传输的通畅性，促进运行过程的可靠性提升。
2.3.2 规范安装调试
在电厂各子系统安装调试方面，需加强安装调试的额规范性控制，依据系统规定开展施工并予以高效落实。在实际安装中，需依据电厂实际运行情况制定合理的安全方案及计划，落实DCS系统安装。首先，需对控制系统接地做好规范化处理，提升可靠性，合理分配安装过程；其次，规范DCS电缆敷设工作，对于强电、弱电系统分别设计高效施工方案，屏蔽线需具备高度抗干扰性能，合理布局DCS控制系统各设备的安装环境，结合电厂要求制定高效的调试方案，并注意调整环境的温度和湿度符合系统的运行需求。
3 DCS系统的应用前景
目前DCS系统在电厂控制系统中得到广泛的应用于发展，特别是电厂容量超过300 MW的机组均采用DCS系统实施热工控制，在系统运维控制、信息采集与处理、安全监控等方面均发挥着关键性的作用，极大地提升了电厂运行的安全性及经济性能，因此DCS控制系统有着较好的发展前景：
3.1 应用范围迅速扩展
DCS系统初步应用于国产燃煤机组上时，其监控范围尚较为单一，伴随科技的进步以及电厂控制系统功能性不断提升，DCS控制系统应用范围将迅速扩展，如火电机组各控制子系统、空冷模块、脱硝及脱硫模块、循环硫化床锅炉系统等工艺系统，借助于DCS系统可实现各模块及系统的可靠控制。
3.2 控制系统一体化
伴随电厂发变系统及用电系统的整合度不断提升，以及单元机组脱硫控制装置的成功试运行，DCS控制系统的集成化性能不断提升，逐渐朝着一体化方向发展。由此，可进一步避免因连接线路异常引发的信息传递故障，提升系统运维效率，这是电力行业功能快速发展的体现。
3.3 DCS系统结构优化调整
伴随着计算机电子通信技术的发展，DCS系统结构也在不断优化调整，逐渐由控制功能分散化向集散化方向发展，能够避免较多的连接端口造成的系统运行可靠性降低。同时，现代化DCS应用技术普遍采统一化硬件平台及通信协议，进一步扩展了DCS系统功能及应用范围。
3.4 辅控系统向集中监控方向发展，局部应用现场总线
电厂辅控系统逐渐朝着集中监控方向发展，相互独立的辅控系统被逐渐整合成为辅控网络，高度集成计算机通信技术、电子技术等实现了运行状况监管，有利于降低劳动利用率及运维费用。现场总线技术伴随自动化技术的发展也取得了较大的进步，现场总线技术与DCS技术的融合将是电厂控制系统重要的发展方向，有利于提升信息传输稳定性及安全性，并降低初投资。
4 结语
DCS系统为一类集散性控制系统，目前逐渐应用于大容量电厂的自控系统中，可满足一体化集中控制的要求，但为提升实际应用中发电机组的可靠性与安全性，仍需对其控制特性及运维特性等展开深入研究。通过优异的可靠性提升手段，DCS系统具有良好的应用前景。
参考文献
[1]李富贵．DCS系统在锅炉发电系统中的应用[J]．数字技术与应用，2010，（6）.
[2]郝奇峰．简析电气自动化技术的应用现状与新技术应用[J]．建筑工程技术与设计，2015，（18）.
收稿日期：2018-03-01
作者简介：张彬（1960-），男，重庆人，重庆鸿庆达产业有限公司工程师，研究方向：热控自动化。
