大型火力发电机组分散控制系统(DCS)物理分散及远程I/O优化配置在托电五期工程应用研究：tm621文献标识码：a：1003-908212-0315-02引言分散控制系统自上世纪八十年代开始在国内作为火电厂的主要控制系统，使火电厂的控制水平得到极大提高。但早期dcs在国内的应用只实现了功能分散，而其物理分散基本上没有被采用。随着dcs电子设备抗干扰等级的提高，设备更可靠，使dcs的物理分散方案越来越受到各方面的重视和关注。本文将对单元机组dcs物理分散方案以及远程i/o站的优化配置进行技术分析，并针对托电五期工程主厂房侧煤仓布置方案而采取的电子设备间物理分散布置的技术可行性、安全性以及产生的经济效益进行分析和探讨，并列出适合托电五期工程的机组dcs分散方案，以实现项目“高质量、低造价”的目标。一、当前主流dcs物理分散的技术发展水平1.dcs电子设备物理分散的技术条件1.1主要dcs通讯技术条件随着网络和计算机技术的发展，分散控制系统dcs应用的推广普及，响应用户的普遍需求，dcs网络趋向于采用通用的网络硬件和标准协议。目前dcs的控制模件与i/o模件之间的通讯由内部通讯更改为外部通讯。另一种意义上讲通讯模式由原始的模件之间的通讯升级为机柜之间的通讯了，从并行变成串行。而且这种通讯线不会因模件之间发生距离的改变而出现变化。无论模件分开或者聚集布置，其通讯介质、方式、速度、可靠性都是一样的，是充分利用了dcs的能力和先进技术。目前，大多数dcs的主干通讯网络支持光纤介质，dcs模件与i/o模件之间的通讯能力可达到2公里，这是采用这种分散方式的关键技术依据之一。表1-dcs通讯网络比较从以上几家在火电厂常用的dcs来看，dcs厂家的高速数据总线的通讯距离均能满足在主厂房内分别建立锅炉、汽机电子设备间的物理分散要求。1.2抗干扰技术条件由于工艺制造、网络材质、电子技术、及通讯技术的发展变化，i/o模件抗物理干扰的问题可以合理的解决。分散布置具有重大的潜在优势，靠近现场的i/o模件，在电气干扰方面，由于i/o信号到模件的电缆大大缩短，它们所耦合进来的干扰比原来方式下的干扰要减少很多。这种优势逐渐会在电厂后续的调试、维护阶段充分体现出来。表2-常用dcs厂家现场i/o模件的技术指标和要求指标从上述几家dcs提供的现场i/o模件看，与过去相比，系统硬件的抗干扰等级水平有了很大的提高。特别是采用冗余光纤电缆和自诊断等技术措施之后，节点之间的通讯抗干扰能力强，环境适应性大，传输速率高，实时性、安全性得到了保证。为了更好的解决火电厂内环境的差异等问题，可以考虑使用简易房加简易空调或采用密封机柜和加装空调等措施。1.3电气dcs机柜物理分散的技术条件目前电气进入dcs已有许多成功业绩，电气全部进入dcs已成共识。电气i/o点数约占dcsi/o点数的20%，因此电气用dcs机柜可置于电气配电间，电气配电间的环境基本能满足dcs机柜对环境的要求。也可以通过通过dcs采用密封机柜和加装空调或改善配电间环境，来满足配电间的环境要求。另外，dcs卡件都有机柜的屏蔽，再通过良好的接地系统都能满足对电磁环境的要求。实际上，电气的一些微机控制装置都在电气配电间内运行多年，且运行良好。2.远程i/o技术发展分析目前，远程i/o基本上分为两类，一是dcs系统的远程i/o，其二是国产远程智能i/o。2.1dcs系统的远程i/o近年来，随着dcs在火电厂应用的普及，根据现场提高质量、控制造价的要求，各dcs厂商都不同程度的在远程i/o方面进行了开发应用，下面是几家dcs远程i/o的特点和应用情况：西屋的ovation系统的远程i/o柜与其标准机柜尺寸相同，适用温度与抗干扰等级与其现场i/o机柜相同。foxboro公司i/a系统的所有fbmi/o组件都是智能的，采用全密闭的设计，使用低功耗的cmos元件，其工作温度可达到-20℃至70℃。abb-beily的symphony系统，远程i/o与主机柜之间距离为1300m，适用温度与抗干扰等级与其现场i/o机柜相同。由以上情况可看出，著名的dcs厂家都有远程i/o产品，技术上是成熟的，并且远程i/o的通讯总线可采用冗余通讯总线可靠性得到了保证。因此，远程i/o的应用问题仅仅是dcs厂家提供的柜体的防护等级和不同大小远程站的可选择性问题。2.2国产远程智...