分布式控制系統(tǒng)(DCS)進入21世紀,在通信和信息管理技術(shù)、集成電路技術(shù)的進步以及工藝設(shè)備大型化的影響下,在節(jié)能環(huán)保和提高生產(chǎn)效率的需求下,形成了新一代的DCS,或稱為第四代DCS。
經(jīng)過近20年來的發(fā)展,國內(nèi)在原來DDC直接數(shù)字控制技術(shù)自行研發(fā)和工控機應(yīng)用的基礎(chǔ)上,在對國外DCS的工程應(yīng)用及技術(shù)引進的基礎(chǔ)上,逐漸形成了獨立自主的DCS產(chǎn)業(yè),特別是在大型火力發(fā)電廠中的應(yīng)用國產(chǎn)DCS已取得了可喜的業(yè)績,已經(jīng)達到或接近國際先進水平。 與國外DCS相比,國內(nèi)DCS產(chǎn)業(yè)具有如下特色和應(yīng)用優(yōu)勢:
■反映水平的技術(shù)指標具體是指網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、硬件體系、軟件體系及系統(tǒng)容量、系統(tǒng)實時性、系統(tǒng)人機界面、系統(tǒng)現(xiàn)場借口、系統(tǒng)控制功能、系統(tǒng)精確度、系統(tǒng)靈活性和可擴展性、系統(tǒng)可靠性、可用性、可維護性、系統(tǒng)穩(wěn)定性和系統(tǒng)安全性等。如何進一步科學(xué)地評比這些指標,是當今制造業(yè)的任務(wù)。
■國產(chǎn)DCS的性價比高 ,適合在300MW以下機組中選用,在600MW以上機組可逐步擴大應(yīng)用范圍。
■國內(nèi)DCS企業(yè)對大型電廠的工程能力有待在實際工程鍛煉中進一步提高。
■國內(nèi)DCS企業(yè)應(yīng)加強研發(fā)力量 ,在DCS中盡快解決與FF、Profibus-PA等現(xiàn)場總線儀表連接的工程實踐,EDDL設(shè)備描述語言技術(shù),可互操作性技術(shù)的應(yīng)用等專項技術(shù)。
■加強管控一體化,電控、儀控一體化的應(yīng)用技術(shù)的工程實踐,特別是加強“資產(chǎn)管理”專項技術(shù)的實踐。
■加強功能安全技術(shù)的研究。
■在引進國外特大型機組DCS應(yīng)用工程中,把國內(nèi)制造廠作為最終用戶的伙伴,參加進去,從中吸取國外先進技術(shù)和工程管理經(jīng)驗 ,并為最終用戶在該機組的運行、維護保駕護航。
國內(nèi)三家典型DCS企業(yè)特點
國電智深——在多年DCS應(yīng)用實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上 ,在技術(shù)引進的基礎(chǔ)上,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的EDPF-NT、EDPF-NT+和EDPF-BA的EDPF系列產(chǎn)品。其中EDPF-BA在傳統(tǒng)的DCS框架下進一步融合PLC的特點。
和利時:自90年代以來,歷經(jīng)了HS-DCS-1000、HS-2000、MACS直至現(xiàn)今主推的HOLLIAS系統(tǒng),在大型火電廠中主要使用HOLLIAS-MACS-S,有符合汽輪機控制要求的HOLLIASDEH(汽輪機數(shù)字式電液控制系統(tǒng))和ETS(汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)),和HOLLIAS-MACS構(gòu)成一體,滿足大型電廠控制和安全保護的要求。管控一體化方面 ,HOLLIAS具有MES功能,在開放的實時/關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上,有子系統(tǒng)模塊,可以滿足電站信息化的需求。
上自儀:上海自動化儀表股份有限公司經(jīng)歷了100年的歷史積淀和16年的創(chuàng)新發(fā)展,成為國內(nèi)首家自動化儀表行業(yè)的上市公司,而且成為上海電氣集團的一部分。與國家核電共同組建了國核自儀系統(tǒng)工程有限公司,逐步做到具備核電工程儀控系統(tǒng)設(shè)計、控制系統(tǒng)集成、核電儀控設(shè)備成套供應(yīng)等的能力,并擁有自主知識產(chǎn)權(quán),形成較大規(guī)模批量化建設(shè)中國品牌核電站的能力。
國外三家典型DCS企業(yè)特點
ABB——在“IndustrialIT”的架構(gòu)下,由ABB貝利Infi90Open形成的Symphony系統(tǒng)基礎(chǔ)上,進一步開發(fā)了800系列的新產(chǎn)品,推出IndustrialITSymphony最新的DCS系統(tǒng)。其中,800XA系統(tǒng)通過了現(xiàn)場總線基金會的互可操作性測試(在擴大范圍的程序下的HIST測試)。800XA已有用于大型電廠的業(yè)績。在最新微電子技術(shù)基礎(chǔ)上,開發(fā)了采用MCF5407CPU芯片的新一代在線控制與管理模件BRC300。ABB貝利在中國電力方面用戶多達200多個,新系統(tǒng)和老系統(tǒng)兼容,這有利于以后的設(shè)備改造更新。
西門子——在全世界已有超過1500套控制系統(tǒng)裝置,是成功的電力和I&C系統(tǒng)供應(yīng)商。在我國電站中采用西門子的Teleperm系統(tǒng)較多。近年在“全集成自動化”的架構(gòu)下,西門子推出SPPA-T3000系統(tǒng),已經(jīng)在國內(nèi)電廠項目陸續(xù)使用。
SPPA-T3000通過基于對象的設(shè)計及嵌入式組件服務(wù)(ECS),實現(xiàn)了全新的集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。使用XML和Java技術(shù),其應(yīng)用不受任何操作系統(tǒng)或硬件平臺兼容性的限制,信息從最底層的現(xiàn)場設(shè)備直達控制室、辦公室或企業(yè)層 ,無需通過不同網(wǎng)關(guān)或軟件接口,消除映射數(shù)據(jù)交換和子系統(tǒng)通訊,避免了額外的處理時間、管理負荷及多重軟件版本而導(dǎo)致的多重故障點和更多的維護工作。其軟件體系結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢總結(jié)為:全集成(任何時間的一致性視圖,無子系統(tǒng)界定,集成汽輪機控制系統(tǒng))、硬件平臺無關(guān)性、開放性。硬件體系結(jié)構(gòu)方面,有如下四項組件層構(gòu)成:用戶接口(站)、電力服務(wù)(器)、網(wǎng)絡(luò)(包括工業(yè)以太網(wǎng)及PROFIBUS-DP)、過程接口。
艾默生——在并購基礎(chǔ)上形成的艾默生過程控制公用事業(yè)部發(fā)表了“PlantWeb數(shù)字化工廠管控網(wǎng)”,它涵蓋了DeltaV和Ovation。Ovation是其前身西屋過程控制公司于1997年推出,是WDPF的更新?lián)Q代產(chǎn)品,在電廠獲得了廣泛的應(yīng)用。