火電廠脫硫脫硝改造中控制系統(tǒng)的選型分析

6.     PCBCS控制系統(tǒng)

除上述三大控制系統(tǒng)以外，近來出現(xiàn)一種控制系統(tǒng)稱為PCBCS，在此只簡單介紹一下該系統(tǒng)，不與以上三個系統(tǒng)比較。PCBCS是將經(jīng)過加固的PC機(jī)硬件與控制軟件相結(jié)合，實(shí)施通常由專用PLC、 DCS執(zhí)行的控制功能，或者說將PLC的控制功能"封裝在"軟件內(nèi)，運(yùn)行在PC的環(huán)境中。PCBCS控制系統(tǒng)主要由以下三部分組成：PC機(jī)；I/O組件及其連接件；操作系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。PC機(jī)將以往PLC、DCS控制系統(tǒng)中的操作站、控制站溶為一體，同時具備實(shí)施控制、通信及操作顯示等多項(xiàng)功能?？焖侔l(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)使PC機(jī)可提供一個真正開放的平臺，使系統(tǒng)所有的功能集成于PC這個統(tǒng)一開放的平臺上，以減少安裝空間、節(jié)省電纜，將復(fù)雜的通信連接簡單化，還可通過國際互聯(lián)網(wǎng)Interne t或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intran et 得到重要的生產(chǎn)信息，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化。由以上三個組成部分就可以看出PCBCS系統(tǒng)的開放性是全面的，因此它現(xiàn)在的和未來的發(fā)展速度都將是非?？斓?，決不會象以往的PLC 、DCS控制系統(tǒng)那樣因封閉性、專一性而造成長期發(fā)展滯后，而會隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、I/O組件制造技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)及軟件技術(shù)的發(fā)展與時俱進(jìn)，迅速提升。

7.     系統(tǒng)比較

（1）      DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng)，其閉環(huán)控制功能強(qiáng)。PLC系統(tǒng)適合中型及小型

系統(tǒng)，其邏輯控制功能強(qiáng)。FCS適合各種控制系統(tǒng)，但必須有數(shù)字智能化的現(xiàn)場裝置為前提，才能顯示其智能化的優(yōu)勢。

（2）      DCS系統(tǒng)一次性投資較大，PLC系統(tǒng)投資相對要小。FCS系統(tǒng)要求一次儀表智能化程度高，一次儀表投資要大些。

（3）      DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容，事后擴(kuò)容難度較大。

PLC系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充同型號PLC單元，而且它可以作為DCS、FCS系統(tǒng)的前端處理現(xiàn)場I/O。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)場總線，達(dá)到的系統(tǒng)集成。

（4） DCS、PLC系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號形成的，必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換。FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化，采用數(shù)字信號傳遞，就免去了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%。

（5） 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的每秒2~5次，提高到FCS的每秒10~20次，從而改善調(diào)節(jié)性能。

（6） DCS、PLC可以控制和監(jiān)視工藝全過程，對自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是，由于其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號，因此，它無法在DCS工程師站上對現(xiàn)場儀表（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采用全數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。因此，它可以對現(xiàn)場裝置（含變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS的這點(diǎn)優(yōu)越性是DCS、PLC無法比擬的。

（7） FCS由于信息處理現(xiàn)場化，與DCS、PLC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，同時也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積。FCS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用。但它是以數(shù)字智能現(xiàn)場裝置為前提的。

目前的DCS與新型的PLC，由于多年的開發(fā)研究，在各自保留自身原有的特點(diǎn)外，又相互補(bǔ)充，形成新的系統(tǒng)，現(xiàn)在的DCS已不是當(dāng)初的DCS，同樣如此，新型的PLC也不是開發(fā)初期的PLC。我們能夠說是DCS取代了PLC或者說是PLC取代了DCS，顯然都是不合適的。目前PLC系統(tǒng)由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也可以組成大型的DCS系統(tǒng)。而DCS為適應(yīng)市場需要，也在開發(fā)小型的DCS系統(tǒng)。FCS是由DCS以及PLC發(fā)展而來，它保留了DCS的特點(diǎn)，或者說FCS吸收了DCS多年開發(fā)研究以及現(xiàn)場實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然也包括教訓(xùn)。隨著FCS技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)CS在不遠(yuǎn)的將來是有可能占據(jù)控制系統(tǒng)的主流。

隨著各種技術(shù)的不斷發(fā)展，幾個系統(tǒng)相互融合組成更先進(jìn)的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。在DCS中可以利用PLC作為控制的底層，完成基本的控制任務(wù)。其實(shí)多臺PLC也可以組成控制網(wǎng)絡(luò)，從其構(gòu)成形式及分散危險的方面理解，可以被稱其為DCS控制系統(tǒng)。作為FCS系統(tǒng)也同樣共存與其它系統(tǒng)當(dāng)中使用，遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集和連接智能化就地設(shè)備利用FCS系統(tǒng)更會使整個控制系統(tǒng)錦上添花。而PCBCS控制系統(tǒng)也正在悄悄興起，從性能和技術(shù)支持來看也具有很強(qiáng)的發(fā)展勢頭。

8.        結(jié)語

根據(jù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及電廠改造的具體情況，改造機(jī)組增加脫硫、脫硝裝置

時，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型應(yīng)該考慮如下一些情況。從目前控制系統(tǒng)的實(shí)用觀點(diǎn)來看，應(yīng)該P(yáng)LC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)造價遠(yuǎn)比DCS低，并且改造中的脫硫及脫硝系統(tǒng)一般控制點(diǎn)數(shù)在500點(diǎn)左右，適合選用PLC系統(tǒng)。另外系統(tǒng)中模擬量控制較少，開關(guān)量邏輯控制較多，所以選用PLC為控制系統(tǒng)更能發(fā)揮其特長。FCS系統(tǒng)是比較先進(jìn)的控制系統(tǒng)，隨著一次智能化儀表的發(fā)展和普及，F(xiàn)CS將是未來控制系統(tǒng)的主流。由于目前現(xiàn)場條件的限制在改造機(jī)組中選用FCS系統(tǒng)還不能發(fā)揮其優(yōu)勢。當(dāng)然如果現(xiàn)場要求控制系統(tǒng)先進(jìn)，一次儀表大多采用智能化儀表，選用FCS控制系統(tǒng)是Zui為理想的。該系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使數(shù)據(jù)能夠方便地上傳給主系統(tǒng)DCS，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視。在改造系統(tǒng)中也可以采用DCS系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是經(jīng)過長期證明的，主要是價格昂貴，由于DCS很強(qiáng)大的控制功能在改造系統(tǒng)中沒有多少用武之地，造成資源浪費(fèi)。目前小型DCS系統(tǒng)發(fā)展很快，除PLC系統(tǒng)外也可以考慮選用小型DCS系統(tǒng)。由于PCBCS系統(tǒng)剛剛起步，其可靠性還要進(jìn)一步驗(yàn)證，可能是未來控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。具體的選型設(shè)計(jì)當(dāng)中還要根據(jù)用戶的實(shí)際情況，綜合各種因素選擇針對改造機(jī)組及用戶認(rèn)可的控制系統(tǒng)。