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News center中國智能電網(wǎng)高新信息技術(shù)年終回眸 |
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作者:admin 來源:本站 發(fā)表時(shí)間:2012/12/21 10:14:40 點(diǎn)擊:2133
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20世紀(jì)80年代,DCS(數(shù)字式分散控制系統(tǒng))開始進(jìn)入電站自動(dòng)化控制領(lǐng)域,由于其在安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益等方面帶來的正面作用是以往任何一種控制系統(tǒng)無法與其相提并論的,因此,DCS在電站被廣泛使用。 目前300MW以上機(jī)組,無論是國產(chǎn)機(jī)組還是引進(jìn)機(jī)組,無一例外采用DCS,就連200MW、100MW機(jī)組也在使用DCS來進(jìn)行改造,甚至于一些自備電廠的25MW、12MW的火電機(jī)組也采用DCS系統(tǒng)。 那么,作為20世紀(jì)90年代才走向?qū)嵱没,在自?dòng)化領(lǐng)域內(nèi)最為新型的控制系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fieldbuscontrolsystem,FCS),能否也像DCS系統(tǒng)一樣被電站接受并廣為推廣使用? 1FCS與DCS相比較最顯著的特點(diǎn)根據(jù)國際電工委員會(huì)IEC1158定義:安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。 以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的全數(shù)字控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS。即:現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室系統(tǒng)之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向通信與多站的通信系統(tǒng)。 DCS與FCS的具體比較如下: (1)DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng),其控制器功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要,數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵,所以必須整體投資一步到位,事后擴(kuò)容難度較大。而FCS功能下放較徹底,信息處理現(xiàn)場(chǎng)化,廣泛采用的數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱。因此,F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低,可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。 (2)DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng),各公司產(chǎn)品基本互不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng),用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的各種設(shè)備連入現(xiàn)場(chǎng)總線,達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。 (3)DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號(hào)形成的,必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化,免去了D/A與A/D變換,高集成化高性能,使精度可以從±0.5%提高到±0.1%。 (4)FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入變送器或執(zhí)行器中,縮短了控制周期,目前可以從DCS的2~5次/s,提高到FCS的10~20次/s,從而改善調(diào)節(jié)性能。 (5)DCS系統(tǒng)可以控制和監(jiān)視工藝全過程,對(duì)自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是,由于其自身的致命弱點(diǎn),其I/O信號(hào)采用傳統(tǒng)的模擬量信號(hào),無法在DCS工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表(含變送器、執(zhí)行器等)進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)采用全數(shù)字化技術(shù),數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)送多變量信息,而不僅僅是單變量信息,并且還具備檢測(cè)信息差錯(cuò)的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。因此,它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置(含變送器、執(zhí)行器等)進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)這點(diǎn)優(yōu)越性是DCS系統(tǒng)無法比擬的。 (6)FCS系統(tǒng)由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化,與DCS系統(tǒng)相比,可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜,同時(shí)也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積,有專家認(rèn)為可以節(jié)省60%。 (7)與(6)同樣的理由,F(xiàn)CS系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等,同時(shí)也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用,有專家認(rèn)為可以節(jié)省66%。 對(duì)于(6)、(7)兩點(diǎn)應(yīng)補(bǔ)充說明的是,采用FCS系統(tǒng),節(jié)省投資的效果是勿庸置疑的,但是否如有的專家所說達(dá)60%~66%,尚有待給出客觀評(píng)價(jià),盡管這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn),筆者認(rèn)為這是相互轉(zhuǎn)摘的結(jié)果,目前還未找到這些數(shù)字的原始出處。因此,讀者在引用這些數(shù)字時(shí)要慎重。 (8)FCS相對(duì)于DCS組態(tài)簡(jiǎn)單,由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化,便于安裝、運(yùn)行、維護(hù)。 (9)用于過程控制的FCS設(shè)計(jì)開發(fā)要點(diǎn)。這一點(diǎn)并不作為DCS的比較,只是說明用于過程控制或者用于模擬連續(xù)過程類的FCS在設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明:工業(yè)自動(dòng)化 中國工控網(wǎng) 自動(dòng)化 |
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