摘要：阐述了基于“域”管理技术的国产DCS——EDPF-NT分散控制系统的概念及其在实现全厂主辅控制系统一体化中的应用。
　　
　　引言
　　
　　DCS为分散控制系统的英文（TOTALDISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM）简称。指的是危险分散、数据集中。70年代中期进入市场，完成模拟量控制，代替以PID运算为主的模拟控制仪表。PLC于60年代末研制成功，称作逻辑运算的可编程序控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC。DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，目前火电厂主机控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在电厂辅助车间。
　　
　　一、基于“域”管理技术的EDPF-NT分散控制系统简介
　　
　　分散控制系统的“分散”主要体现在独立的控制器上，“集中”主要体现在具有完整数据的人机交互设备上，而将分散和集中连接成集散系统的正是网络。分散控制系统的网络通讯系统好比人的神经网络，起着连接“大脑”——人机交互设备和“四肢”——控制器的重要作用。因此，从DCS发展的早期，网络就成为了DCS生产厂家的核心技术方向，冗余技术、窄带传输技术都是DCS厂家zui早研发或应用成功的。
　　
　　随着机组容量增大和参数提高，机组的测点规模随之增大，控制系统规模的扩大，对实时数据库和网络通讯系统将产生明显的影响。为满足系统规模增大后的实时性、可靠性要求，就必须解决好大规模实时数据快速、安全检索及大信息流竞争网络资源等问题。大机组采用直流锅炉，在直流锅炉中循环工质总质量下降，循环速度上升，工艺特性加快。超临界参数波动范围要求更严，进一步强化了对快速控制的要求。此外大机组热力系统更为复杂，设置了更多的热工保护项目，以避免因操作失误而造成重大设备损坏。同时，由于超临界机组容量大，机组安全运行对整个电网的安全也至关重要。这就要求整个自动化系统具备更高的安全和可靠性。
　　
　　基于“域”管理技术的EDPF-NT分散控制系统采用的是美国模式的扁平化对等网络结构。这种DCS网络结构具备三大优点：1、系统可靠性高，实时性好。2、无网络服务器，降低危险集中风险。3、无雪崩效应，可靠性高。EDPF-NT分散控制系统zui大的技术亮点就是其的网络“域”管理技术。为了适应大型工业过程全面实行计算机控制和一体化集中控制的需要，EDPF-NT分散控制系统支持面向厂区级应用的基于分布式计算环境（DCE）的多域网络环境。采用“域”管理技术，每个域都包含有一套独立的DCS核心结构，各域之间相互隔离，互不影响。采用“域”管理技术，系统各部分规模减小，便于管理，任何故障将被局限在有限域内，安全性更好。采用“域”管理技术，各域之间相互隔离，没有任何数据耦合，杜绝非法数据跨域访问。采用“域”管理技术，操作员站等人机交互设备可以根据需要同时加入多个域，从而成功解决多套控制系统管理互连及集中监控功能的要求，为实现全厂主辅控制系统一体化提供了有力的技术支撑。
　　
　　二、全厂主辅控制系统一体化的实现
　　
　　2.1DCS与PLC的区别及应用范围
　　
　　在火电厂热工自动化领域，DCS和PLC是两个*不同而又有着千丝万缕的概念。DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，目前火电厂主机控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在电厂辅助车间。
　　
　　DCS的核心概念是危险分散，数据集中的计算机控制系统，因此DCS的发展过程，就是在不断的运用计算机技术、通讯技术和控制技术的成果，来构建一个完整的集散控制体系，DCS给用户提供的是一个完整的面向工业控制的安全可靠灵活的解决方案。而PLC的核心概念是可编程序控制器，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制装置。所以，PLC不断发展的主线是在不断地提高各项能力指标，给用户提供一个完善的功能灵活的控制装置。
　　
　　DCS是一个体系，PLC是一个装置，这是两者在概念上的根本区别。在热工自动化领域，主厂房控制系统基本上毫无例外地使用DCS，而在辅助车间才使用PLC。其主要原因是早期的DCS系统非常昂贵，人们认为辅助车间的运行可以间断，可靠性要求不是很高，且模拟量控制要求较少，从降低成本的角度出发，往往选择PLC来构建控制系统。而锅炉、汽机和发电机的控制系统，要求长期稳定可靠地运行，信号中含有相当比例的模拟量，从系统的性能出发，人们不得不选择了昂贵的DCS。
　　
　　2.2全厂主辅控制系统一体化是火电厂控制系统发展的必然趋势
　　
　　随着我国火电机组单机容量不断扩大，大容量、高参数、低能耗机组不断增加，辅机设备数量不断增加，辅助控制系统在火电机组中的地位也越来越重要，如果辅控系统不完善，会很大程度上制约电力的正常生产。在我国电厂的控制领域，存在一个突出的问题，就是电厂的许多辅机控制系统，成为了一个个“自动化孤岛”。例如，化水、输煤、除灰、除渣、加药系统，以及循环水泵房和工业水泵房等，往往采用了各个厂家各种型号的PLC系统。这些PLC通常都可以满足电厂各个独立的辅机系统的控制要求，但是它们往往难以和主厂房的DCS系统实现相互的通信和信息共享，难以实现全厂所有运行设备生产过程信息的“全厂一体化”。也就是说，在主厂房的集控室内，在DCS系统的屏幕上，往往难以看到全厂所有辅机系统的运行情况；更难以及时了解和掌握各个辅机系统发生的故障和事故情况；不能实现全厂生产信息的共享。所以它们就成为独立于DCS系统以外的一个个“自动化孤岛”。各辅助系统多采用可编程逻辑控制器（PLC）与上位机相结合的监控模式，有各自的控制室和生产运行人员。这种传统的、分散型的监控模式，造成设备和人员的重复配置，不利于集中管理和提高劳动生产率。利用*的网络技术和通信技术，将各自独立的辅助子系统连接成网，在维持原有控制设备分布的同时，在相对统一的控制室内实现对多个同类辅助系统的集中监控操作，正成为电厂辅助车间提高控制水平的发展方向和实现减人增效目标的重要手段，也是电厂消除自动化“孤岛”现象，实现管控一体化的前提和基础。基于DCS控制下主辅控系统大大提高全厂的自动化生产水平，有利于厂级监控和MIS管理，真正做到了分散控制集中管理。为电厂的减员增效起到了很好的作用，为电厂的辅控车间，zui后取消运行生产人员，达到无人值班，提供了可能。
　　
　　应用了*的“域”管理技术，可以方便的在全厂主辅一体化控制系统中加入每个子系统或将子系统重新划分，而不影响整个系统和其他子系统的正常运行，方便了辅控系统的逐步投运以及投运后电厂的检修和维护工作。
　　
　　由于全厂主辅控制系统采用一体化设计，真正实现了辅助车间集中监视和控制，达到资源共享，合并减少或取消就地操作监控点，自动化水平提高，为电厂的减员增效起到了很好的作用，也为电厂的辅控车间级zui终取消运行人员，进而实现全部监控提供了条件，对于热控维护人员，可以不用学习和掌握多种控制系统，避免了杂而不精的情况出现，同时减少了培训费用，也降低了热控人员的维护工作强度；大大降低了备品备件数量，优化了电厂资源配置，减少了维护费用，降低了产品成本，为增强电厂的市场竞争力提供了重要保证；合理有效的提高了辅助系统的控制水平，提高了辅助车间自动化控制和管理水平，提高了电厂运行的经济性。
　　
　　2.3全厂主辅控制系统一体化方案案例介绍
　　
　　火电厂辅助车间集中监控系统由水、煤、灰、脱硫等多个相互独立的控制分系统构成，所以，其网络通信系统应该选择基于分布式环境的多域网络环境。这样，在逻辑上，把各个辅助车间工艺子系统组织成多个互相独立的域。各个域之间的通讯相互隔离、互不影响。每个子系统只属于一个域，全局集中操作员站等MMI（人机界面）设备可以根据需要同时加入多个辅助车间控制域，从而可以对整个辅助车间进行集中监控。辅助车间集中监控DCS由各个独立工艺子系统及集中监控点的操作员站、工程师站、历史站、SIS接口站等组成。一体化的辅助车间集中监控DCS系统内无需网络服务器、无需通讯管理站，没有任何通讯瓶颈。
　　
　　国电宝庆电厂一期2×660MW主辅控制系统以"域"（DOMAIN）的概念构造通讯网络，构成单元机组+公用系统+单元机组＋辅控的DCS网络，公用系统和辅控系统实现网络上的独立性，公用系统可以在两台单元机组同时监视、操作、组态，同时又具备相互闭锁和网络隔离的功能。宝庆电厂辅网一体化的网络结构为星型，每个子系统在网络中作为不同的"域"存在。通过软件设置可实现中央控制室的操作员站能对各个子系统进行双向数据交换，即既能监视也能操作；同时中央控制室的操作员站对各个子系统的操作与子系统的操作能互闭锁。
　　
　　三、结语
　　
　　不管辅控系统是采用PLC还是DCS，辅控一体化是未来电厂辅控系统发展的必然方向；而采用DCS则更容易实现主辅控一体化。辅控一体化实现了多个辅控系统的互联，信息共享，加快了信息的传递速度，简化了操作。但在信息共享的同时，必须实现操作互锁。对于没有实现一体化的辅控系统，设备操作在就地控制室完成。而实现了一体化的辅控系统，可以在集控室或就地控制室完成。而为安全起见，同一时间只允许一台操作员站对设备进行操作，因此就涉及到集控室操作和就地控制室操作的闭锁问题。这是辅控一体化所必须要解决的问题。
　　
　　基于“域”管理技术的国产DCS——EDPF-NT分散控制系统将不同的辅控系统设置在不同的域中，分别设置不同的权限。其权限的设置决定了操作方式,从而解决了辅控一体化集控室操作和就地控制室操作的闭锁问题。