近20年來(lái)，隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是流程工業(yè)的經(jīng)濟(jì)總量在迅速增長(zhǎng)，對(duì)流程工業(yè)的需求也相應(yīng)迅速增長(zhǎng)。自動(dòng)化儀表和系統(tǒng)逐步向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化過(guò)渡，現(xiàn)場(chǎng)儀表目前處于4～20mADC常規(guī)儀表:HART標(biāo)準(zhǔn)儀表:現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表產(chǎn)量比為5:4:1的階段，而自動(dòng)化系統(tǒng)處于DCS:PLC:IPC:SLP（含單回路調(diào)節(jié)器、無(wú)紙記錄儀、數(shù)顯式儀表）比為5:3:1.5:0.5的階段，實(shí)際上在大中型流程工業(yè)中HART、FF、PROFUBUS-PA現(xiàn)場(chǎng)儀表和DCS的應(yīng)用比例更大些。本文重點(diǎn)研究大型火電廠(chǎng)用DCS，所以總的發(fā)展趨勢(shì)也側(cè)重于和自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)和一些理念來(lái)進(jìn)行闡述。

    火電廠(chǎng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

    ■現(xiàn)場(chǎng)儀表標(biāo)準(zhǔn)之戰(zhàn)結(jié)束，進(jìn)入工程實(shí)踐階段，多種總線(xiàn)并存的局面已經(jīng)形成。FF基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)主動(dòng)融入DCS系統(tǒng)中，或者稱(chēng)：經(jīng)過(guò)互操作性認(rèn)證的DCS系統(tǒng)是FF的主系統(tǒng)。目前已注冊(cè)的有11個(gè)公司的20個(gè)主控系統(tǒng)，涵蓋了世界上大部分DCS系統(tǒng)。這種理念已經(jīng)得到工程實(shí)踐的考驗(yàn)，而且形成共識(shí)，國(guó)內(nèi)外已有在電廠(chǎng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的工程業(yè)績(jī)。

    ■與信息技術(shù)（IT）融合。

    按照COTS（商業(yè)現(xiàn)貨技術(shù)Commercialoff-the-shelfTechnology）的原則，采用快速以太網(wǎng)技術(shù)（包括TCP/IP等）作為廠(chǎng)級(jí)系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

    ■系統(tǒng)功能安全技術(shù)在實(shí)際流程工業(yè)的自控工程中已成為不可或缺的一部分，安全儀表系統(tǒng)（SIS）和流程工業(yè)安全完整性等級(jí)（SIL）認(rèn)證體系正在形成。SIS和DCS融合或兼容的趨勢(shì)也逐漸形成。

    ■EDDL設(shè)備描述語(yǔ)言和系統(tǒng)集成技術(shù)以及在此基礎(chǔ)上形成的設(shè)備管理系統(tǒng)（AMS）已經(jīng)成為基礎(chǔ)自動(dòng)化不可分割的一部分，而且逐漸擴(kuò)大資產(chǎn)管理范圍，包括設(shè)備信息平臺(tái)、智能設(shè)備管理系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)、性能檢測(cè)系統(tǒng)等。目前資產(chǎn)管理系統(tǒng)在世界上已應(yīng)用了1000多套，全生命周期的企業(yè)資產(chǎn)管理和工程管理的理念正在形成。

    ■管控一體化和儀控、電控一體化正在統(tǒng)一構(gòu)架下逐步實(shí)施，EPR/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)已形成共識(shí)，逐步實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化與企業(yè)信息管理的無(wú)縫集成。馬達(dá)控制中心（MCC）及企業(yè)用電的配電系統(tǒng)等在基礎(chǔ)模塊智能化及采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步納入以溫度、壓力、流量等信號(hào)為主的儀控系統(tǒng)中。

    火電廠(chǎng)用DCS的特點(diǎn)

    大型火電廠(chǎng)用DCS除去上述趨勢(shì)共性外，還有它固有的個(gè)性：

    ■汽機(jī)、鍋爐等控制及安全要求復(fù)雜，燃料、水、灰等相關(guān)輔助設(shè)施龐大，產(chǎn)生的電能受電網(wǎng)調(diào)度要求高等，造成用于電廠(chǎng)的DCS應(yīng)具有回路反饋控制、順序控制、混合控制等復(fù)雜控制功能，具有驅(qū)動(dòng)多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，完成復(fù)雜計(jì)算能力及先進(jìn)控制（APC）功能。

■由于FSSS對(duì)作為事件順序的操作記錄的要求很高，而且可能是多系統(tǒng)組合來(lái)完成該項(xiàng)功能，所以SOE的帶有時(shí)間戳的開(kāi)關(guān)量輸入設(shè)備及相關(guān)功能是必須具備的。在時(shí)間同步方面，除了DCS系統(tǒng)內(nèi)時(shí)鐘同步方式，還有目前正興起的GPS衛(wèi)星時(shí)間同步方式。 
    
    ■由于電廠(chǎng)的主要產(chǎn)品“電能”的特殊性及電網(wǎng)調(diào)度和電業(yè)管理的要求，電廠(chǎng)已推行“火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)技術(shù)要求”，電廠(chǎng)監(jiān)控信息管理系統(tǒng)SIS的管控一體化方式是符合國(guó)情的技術(shù)，所以DCS與之銜接問(wèn)題應(yīng)該進(jìn)一步落實(shí)。

    ■電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)備多，廠(chǎng)用電管理十分重要，關(guān)于儀控、電控一體化，在電廠(chǎng)建設(shè)中電工專(zhuān)業(yè)要積極地將其納入全廠(chǎng)大系統(tǒng)中，所以DCS應(yīng)適應(yīng)其要求，在I/O硬件及掃描周期、人機(jī)界面及增大系統(tǒng)容量等方面擴(kuò)大功能，加速儀控、電控一體化的進(jìn)程。

    大型火電廠(chǎng)建設(shè)周期短，對(duì)主儀表供應(yīng)商（MIV）要求能完成“交鑰匙”工程，所以MIV（或MAC主自控承包商）不僅是DCS和儀表的制造商，而且應(yīng)具有電廠(chǎng)建設(shè)的工程經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該是集制造商、集成商、工程公司于一身。而且今后MIV方式會(huì)逐漸流行。另外，為了大型火電廠(chǎng)“瘦身”，專(zhuān)業(yè)的電廠(chǎng)自動(dòng)化維修服務(wù)工程公司也應(yīng)得到發(fā)展。所有這些將深刻地影響著DCS制造業(yè)的發(fā)展。