分散控制系统（DCS，DistributedControlSystem）在20世纪80年代末随引进机组进入我国火电厂控制领域，并且随着计算机及网络技术的发展，其控制功能也在不断增强。如今，DCS的体系结构已从逻辑分散、功能分散发展到了物理分散。虽然现场总线控制技术（FCS）能够实现真正意义上的物理分散，但从目前FCS的成熟程度和相应的智能现场设备的品种和价格来看，目前它还很难取代DCS，所以如何有效设计和采纳物理分散是有效发挥DCS潜能的zui重要课题。在日立的HIACS-5000M（HITACHIIntegratedAutonomousControlSystem）系统中设有装置级网络PCM和远程RTB网络，这是日立分散控制系统实现物理分散的有效方法。
　　
　　一、装置级网络PCM和远程RTB简介
　　
　　1.1装置级网络
　　
　　在HIACS一5000M系统中，每个智能化网络模板PCM模板能引出一套装置级网络，其连接方法如图1所示。　　
　　HIACS—5000M系统采用双重化光纤环网μ∑一Network100作为骨干网络，各个主控制站R600C都直接挂在这个网络上，R600C可以插入常规I/O模板，完成控制、保护等功能。PCM也是直接插在R600C的机柜中，通过总线转换电路和R600C的HSC-4000,总线连接。PCM的另一端通过串行数据线与远程I/O模板RTB相连，它从RTB中读取控制对象的信息并且通过RTB输出控制信号。为适应远程控制的需要，PCM和RTB之间采用双重化冗余网络传输线（光纤、双绞线两种）连接以提高可靠性。其传输方式为半双工串行传输，网络zui大传输速率可达3Mbps。PCM模板中包含独立的RISC（reducedinstructionsetcomputer）CPU和非易失性存贮器ROM，这使得PCM有独立于R600C的组态能力，组态逻辑（组态方法与R600C相同）通过工程师站下装到ROM中，PCM根据逻辑进行运算输出控制信号。这样，即使主控制器失灵时PCM仍可以独立完成调节、ON-OFF控制和连锁保护功能。
　　
　　不难看出，在HIACS一5000M系统中使用PCM模板相当于在的主控制R600C下又延伸出了一个小的装置级控制系统，由于它与现场设备之间通过远程I／O相连，所以它适用于对那些功能相对独立或测点分布集中的被控对象（如循环水泵房、油枪等）进行远方分散控制。
　　
　　PCM模板有严格的可靠性措施和足够长的传输距离，*可以满足装置级分散控制的需要，其主要技术特性如表1所示。　　
　　1.2远程RTB模板
　　
　　RTB（remoteterminalblock）是一种带有终端块的I／O模板，通过远程I／O电缆与PCM模板相连，完成就地信号采集以及向就地设备输出控制信号的功能。IACS-5000M系统包含功能齐全的RTB模板，可以处理从现场传来的各种信号，如变送器、热电偶、热电阻等。RTB的主要技术特点如下：
　　
　　（1）与PCM板相同，RTB模板也配置了双重化网络接口，RTB从一套网络线上接受数据，此网络故障时自动切换到另一个网络上接受数据，保证了传输的可靠性。
　　
　　（2）RTB与串行网络之间采用变压器耦合隔离，某个RTB故障并不影响其他RTB模板，而且这样可以有效的隔离噪声源对低压电子回路的影响。
　　
　　（3）若网络连接故障，RTB模板的输出状态可以选择。既可以选择保持原有输出不变，也可以设定某种安全状态。
　　
　　二、火电厂应用PCM和RTB模板的实例
　　
　　XX电厂三号机组（350MW）的DCS系统中，锅炉顶部和汽轮机平台的温度测量以及循环水泵房的监视和启停控制都使用了RTB模板。由于锅炉顶部环境恶劣，所以在这里使用的是室外型机柜（符合NEMA4标准），这种RTB机柜无需做任何额外的保护措施即可达到良好的防尘、放水和耐高温的效果。该电厂的循环水泵房建在河边，距电子设备间大约2公里，两者之间使用光缆连接（如图2），经计算这里电缆使用量减少了大约90％。　　
　　前文曾经说过，PCM模板中包含独立处理器和ROM存储器，具有独立的控制功能，此外，PCM的处理速度是主控制器的十倍，所以它更适合于需要快速相应的保护回路。在该电厂中，PCM模板被用于实现锅炉的FSS保护功能，这样既可以降低主控制器R600C的负荷率，又可以有效的将系统的风险分散，系统的可靠性大大提高。
　　
　　FSS系统是为了防止爆燃，保障锅炉安全运行的保护系统，它对于锅炉的安全有直接的影响，用户对FSS系统DCS硬件的可靠性有很高的要求，所以我们对用于实现这一功能的PCM模板进行了三冗余配置，如图3所示。信号通过端子板分成三路分别送给三个PCM，三个模板的输出信号经过三取二逻辑形成单一的跳闸指令。每个PCM模板中的组态逻辑相同，但他们的工作是相互独立的，而且模板之间都是电气隔离的，所以某一块PCM板故障或误判不会影响FSS系统的输出，从而保证了系统的可靠性。
　　
　　为了进一步提高可靠性，九江3号机组的FSS系统中包含检测与报警回路，即主控制器对PCM模板的状态进行监视，如果发现PCM状态异常或出现内部矛盾，系统将马上报警。
　　
　　机组至今已安全运行两年，实践证明，使用RTB和PCM实现电厂机组的远程控制和保护无论从经济性或安全性考虑都是很好的选择。　　
　　三、PCM和RTB的优势
　　
　　3.1控制功能和风险更加分散
　　
　　PCM模板有独立于主控制器的组态功能，其运算能力不亚于日立早期的HIACS-3000系统的主控制器，所以我们可以将各个相对独立的控制功能交给PCM完成，主控制器则用于复杂的协调控制。工程经验表明，如果PCM模板的控制功能得到充分的利用，DCS系统的主控制器使用量可以减少30％，而且即使主控制器失灵PCM模板仍可以独立工作，所以说控制的风险也得到了分散。
　　
　　3.2降低电缆使用量
　　
　　RTB模板安装在现场，通过串行传输线通信，可以大大减少电缆的根数和长度，对于热电偶来说，还可以节省大量昂贵的补偿导线，从而降低电厂的建设成本。
　　
　　3.3缩短建设工期
　　
　　由于使用远程I/O后进入电子设备间的电缆数量大大减少，铺设工作难度也相应降低；由于RTB模板安装在就地柜而不是主控制器的机柜中，所以RTB可以先于DCS其他部分运到现场进行接线。以上两点都有助于缩短建设工期。
　　
　　四、结束语
　　
　　PCM和RTB模板作为一种有效的实现DCS功能分散和物理分散的手段，在日本已经得到了广泛的应用，然而在国内尚处于推广阶段，相信随着用户对对日立远程模板认识的不断加深，PCM和RTB会在中国得到更广泛的应用。