王红林

摘 要：文章基于电厂中DCS和PLC的发展本质以及发展现状，分析DCS和PLC在电厂中的特点以及发展趋势，以供参考。

关键词：DCS;PLC;电厂;联合

1引言

在目前电厂规模和系统复杂程度在随着我国社会用电负荷的增加而持续增加的同时，也增加了电厂系统的控制难度，尤其是增加了电厂中的热工系统和电工系统对DCS的要求。因此就需要将DCS与其他先进智能技术进行融合来满足上述发展趋势下对DCS功能和性能的要求。比如可以将存在一定区别和联系的DCS和PLC进行联合应用来向用户提供符合要求的控制系统。

2 DCS和PLC在电厂的发展本质

电厂中的DCS是一个集中了计算机、通讯、显示和控制技术为一体的多级计算机系统，通常由过程级、操作级和管理级组成，表现出具有分散控制、集中操作、分级管理以及配置灵活和组态方便等优点。而PLC属于可编程逻辑控制器，通过可编程存储器的应用来实现装置的自动化控制，表现为只有一层网络结构的特点。对二者的发展本质进行分析可知，前者是在传统的仪表盘控制系统上发展而来的，主要想PID的算法和数量发展。而后者则是在传统的继电器基础上发展而来的，重点是开展逻辑运算。

3 DCS和PLC在电厂的现状分析

在目前的电厂中，通常是通过DCS来对大型机组中的机组部分进行控制，而通过PLC来控制辅助车间等公用部分，而在目前电力行业的市场竞争形势更为激烈的发展趋势下，电力企业想要提升自身市场竞争力水平就需要降低运营成本并提升效率来提升企业效益。为了满足上述要求就需要通过集中监控电厂自动控制系统的方式，也就是在DCS中将原本属于辅网的一部分公用系统也纳入其中，通过此种方式来减少人员需求数量和提升运行效率，同时也提升运行人员的控制水平，防止出现运行人员之间联系不及时以及管理难度大等问题。

具体地说，在目前的大型机组中通常采取两台机组合用一个集中控制室的“两机一控”控制方式，每台机组中的主要控制系统为一套DCS，并且将一套公用系统设置在两台机组的DCS之间，使用网桥来保证所有DCS连通。比如通过机组的DCS控制方式来对空压机、循环水泵房、燃油泵房、公用厂用电源系统等进行控制，而通过PLC控制方式对全电厂的辅助车间进行控制，也就是通过辅网BOP的方式在机组集控室中实现对这些辅助生产系统的集中监控，也就是通过“PLC+上位机”的方式来实现辅助系统功能，保证独立系统运行的安全性与可靠性。

在目前多数电厂采取上述控制方式的现状下，主要是由于从国外引入的DCS成本比较高且技术不够成熟。但是针对具有技术成熟特点的PLC来说，表现出型号比较多样以及由于工作环境比较恶劣而存在较高故障率、较大维护量、需要较多数量的备品备件等特点，这也导致电厂运行成本的增加。而如果通过集中控制或者直接一体化控制的方式对辅助系统进行控制可以实现全厂控制的一体化网络，在减少运行检修工作量和所需工作人员的同时，也减少检修工作中所需要的备品备件数量，实现了运行检修成本的降低和效率的提升。但是在目前DCS逐渐国产化的过程中，也表现出技术更加成熟以及成本更低的特点，这就可以通过统一品牌的DCS来进行新建机组中主机和外围辅助系统的统一控制，通过此控制系统中软硬件一致的方式来实现全厂控制系统的一体化。

4 DCS和PLC在电厂的应用特点

对于目前电厂中所常用的DCS，通常在过程级所应用的通讯协议存在一定的差异，但是同時采用了基于以外网为网络平台的操作级，在此网络平台中主要应用TCP/IP协议，因此便于对其进行扩展。也就是在将控制器作为节点的基础上对其数量和位置进行改变，并保证其在网络控制的范围之内。但是针对PLC系统来说则具有相对较少的扩展需求，以及具有较少的兼容性需求。同时PLC的控制任务也比较简单，其结构也为单层网络结构，通常不需要使用以太网。此外，其中所用的DCS还会提供一个统一的数据库，通过此数据库可以随时引用其中的数据，并且将其应用于组态软件或监控软件中，以及应用于趋势图和报表中。但是PLC系统在运行中所应用的数据库则比较独立，上述各个部分都具有各自的数据库，无法实现统一。最后就是电厂中所应用的DCS还表现出任务周期可以设定的特点，但是PLC程序则需要在一次性执行完成之后才能进行循环执行，无法合理的按照需求对控制器的资源进行协调。

5一体化趋势

在目前电厂中联合使用DCS和PLC的过程中，也表现出主辅一体化的发展趋势，也就是在机组DCS中包括单元制的辅助系统以及通过公用DCS实现全厂公用的辅助系统，从而实现全厂一体化来提升全厂控制系统的维护效率，实现维护工作量和维护成本的降低。还可以对设备和备品备件等进行统一采购，实现资源的优化配置，并且实现全厂数据共享。但是在上述发展趋势下也大大增加了DCS的负荷并影响电厂运行的安全性，表现出对此系统运行中的数据传输和运算以及信号处理造成影响的问题。而且在上述全厂一体化设计中也容易在其中的辅助系统DCS出现故障时而导致全厂控制系统故障的发生。

此外，在上述全厂控制系统一体化的发展趋势下，也表现出DCS和PLC在概念界限上的逐渐淡化和融合的趋势，同时也推进具有复杂接线工作和信号传输不够可靠特点的DCS向FCS方向发展，在现场仪表中逐渐实现模拟量控制，减少了仪表和控制系统中电缆的连接。同时也可以应用PLC来处理模拟量，提升DCS系统的逻辑处理能力。尤其是在目前电厂规模在不断扩大的同时，电厂DCS操作难度也随之增加，对人机交互性也提出较高的啊哟球，需要具有良好人机交互性能的系统来提升电厂状态监控操作的准确性。虽然通过DCS中自带的组态软件可以为操作人员提供HMI，但是仍然在组态生产和点数据库的人机交互性能方面表现出显著的不足，需要持续发展虚拟现实、虚拟仪表以及触控技术等先进技术。

6结语

电厂中目前所应用的DCS和PLC具有相对独立但是又有一定联系的特点，可以通过二者的有效联合来实现电厂控制系统的一体化，发挥二者的优势来为用户提供满足其需求的控制系统，实现对资源的优化配置，为创建绿色电厂提供技术支持。

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