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【摘要】 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求越來越高，火電廠煙氣脫硫及脫硝系統(tǒng)正在不斷增加。對(duì)于現(xiàn)有機(jī)組的改造除了主系統(tǒng)需要選型外，其控制系統(tǒng)也要綜合考慮。針對(duì)目前較流行的幾個(gè)控制系統(tǒng)，本文分別進(jìn)行了介紹，并分析了他們的優(yōu)缺點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)，并針對(duì)在增加脫硫及脫硝裝置進(jìn)行改造機(jī)組的控制系統(tǒng)選型提出一些建議。
【關(guān)鍵詞】 脫硫 PLC DCS FCS 模擬信號(hào) 數(shù)字信號(hào)

1.前言

　　隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展，燃煤電站的控制系統(tǒng)大都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。新建設(shè)機(jī)組全部采用先進(jìn)的控制技術(shù)，老機(jī)組的控制系統(tǒng)也相繼進(jìn)行了改造，大部分機(jī)組已經(jīng)改造完畢。燃煤電站的控制系統(tǒng)基本都采用了目前較流行的分散控制系統(tǒng)即DCS系統(tǒng)，保證發(fā)電生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前由于人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及人類生存發(fā)展的需要，國內(nèi)外都在積極注重環(huán)境保護(hù)技術(shù)的發(fā)展及環(huán)保工程的實(shí)施，新建大型燃煤機(jī)組都設(shè)計(jì)有脫硫及脫硝系統(tǒng)。以前的老機(jī)組都沒有脫硫（SO2、SO3）及脫硝（NO、NO2等）裝置，以及未來的CO2的減排控制等，根據(jù)國家對(duì)環(huán)保的要求必須對(duì)現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行污染物的排放控制，達(dá)到國家環(huán)保要求?；痣姀S鍋爐在增加脫硫及脫硝裝置進(jìn)行改造時(shí)，其控制系統(tǒng)要根據(jù)具體電廠及具體機(jī)組的特殊情況進(jìn)行設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展，在控制領(lǐng)域出現(xiàn)了幾大主要控制系統(tǒng)。那末在改造設(shè)計(jì)當(dāng)中采用什么樣的控制系統(tǒng)是目前我們?cè)O(shè)計(jì)人員要認(rèn)真面對(duì)的。即要保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，又要考慮客觀實(shí)際又要節(jié)約資金。本文簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)場(chǎng)脫硫及脫硝改造機(jī)組現(xiàn)狀，介紹一下幾個(gè)控制系統(tǒng)各自的特點(diǎn)，根據(jù)不同的機(jī)組及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一些參

2.火電廠改造機(jī)組現(xiàn)狀

　　由于目前改造機(jī)組增加脫硫、脫硝系統(tǒng)的工藝大都趨于簡(jiǎn)單化，尤其是200MW及以下機(jī)組，主要考慮成本及系統(tǒng)占地面積等因素。目前在改造機(jī)組中脫硫系統(tǒng)的技術(shù)一般采用簡(jiǎn)易濕法脫硫技術(shù)、干法和半干法脫硫技術(shù)。脫硝技術(shù)有采用SCR、SNCR和燃燒調(diào)整方式等，其中在改造機(jī)組中主要采用降低氮氧化物的生成技術(shù)，采用低氮燃燒器及調(diào)整二次風(fēng)等方法降低氮氧化物。從目前國內(nèi)應(yīng)用的脫硫及脫硝技術(shù)上看，其工藝系統(tǒng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，控制回路也比較少。根據(jù)目前對(duì)改造機(jī)組的設(shè)計(jì)情況來看，對(duì)控制系統(tǒng)的要求大致分為以下兩種情況。一種情況是將脫硫、脫硝的控制系統(tǒng)并入到電廠相應(yīng)機(jī)組的主控制系統(tǒng)當(dāng)中，與原主系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制。另一種情況是將脫硫、脫硝的控制系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)，使脫硫、脫硝的操作控制在主系統(tǒng)之外。在系統(tǒng)停運(yùn)及檢修時(shí)，不影響主系統(tǒng)的正常運(yùn)行。根據(jù)以上不同種情況，控制系統(tǒng)可以有不同的設(shè)計(jì)原則及不同的控制實(shí)現(xiàn)方式。第一種情況設(shè)計(jì)可以選用與主系統(tǒng)一致的DCS系統(tǒng)設(shè)備，使之與其實(shí)現(xiàn)方便的通訊連接。如考慮價(jià)格及其它因素亦可設(shè)計(jì)采用PLC及FCS總線技術(shù)，通過其它通訊方式與主系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。在該方案設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮主系統(tǒng)的兼容性，調(diào)研原系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容余及備用空間情況。更重要的是原主系統(tǒng)與新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的通訊協(xié)議是否兼容等。第二種情況控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比第一種情況要靈活得多，可選的控制系統(tǒng)與原主控制系統(tǒng)沒有聯(lián)系，是一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)。該獨(dú)立的控制系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的要求設(shè)計(jì)為DCS、PLC、FCS任意一種形式，也可以設(shè)計(jì)成三個(gè)系統(tǒng)技術(shù)的綜合控制系統(tǒng)。選型主要根據(jù)以下幾種情況而定：該系統(tǒng)的運(yùn)行方式；控制系統(tǒng)的資金投入；現(xiàn)場(chǎng)與控制室的距離；系統(tǒng)中模擬控制回路的數(shù)量；系統(tǒng)中開關(guān)量的數(shù)量；現(xiàn)場(chǎng)一次儀表智能化的程度等。三個(gè)控制系統(tǒng)各具有優(yōu)缺點(diǎn)，如條件許可也可以設(shè)計(jì)成綜合的控制系統(tǒng)。它們都在許多電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。

3.PLC控制系統(tǒng)

　　可編程控制器即簡(jiǎn)稱PLC(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)，雖然現(xiàn)在仍然稱PLC，但已經(jīng)與原來的實(shí)際意義不相符合，并不是最初簡(jiǎn)單的可編程控制器。PLC的最初定義是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件，控制各種機(jī)械或工作程序。經(jīng)過30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能。長(zhǎng)期以來，PLC始終在各行各業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到廣泛的使用，為各種各樣的自動(dòng)化設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。主要原因在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。目前的PLC已經(jīng)不僅具有早期的邏輯運(yùn)算功能，而且已經(jīng)向綜合控制方向發(fā)展。新型PLC也在不斷完善PID閉環(huán)控制功能，其他各種功能也在不斷得到改進(jìn)。PLC已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程的控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)正在進(jìn)一步得到增長(zhǎng)。通訊是PLC廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)在PLC領(lǐng)域已經(jīng)得到擴(kuò)展。同系統(tǒng)一樣，對(duì)PLC進(jìn)行分散化處理已經(jīng)成為可能，更容易進(jìn)行管理，以便能夠更好地集成在一起。

　　PLC系統(tǒng)的價(jià)格也在逐漸降低。由于PLC系統(tǒng)最小模件單元的價(jià)格只在千元左右，甚至更低所以大部分用戶已經(jīng)不再對(duì)已損壞的模件修理而是直接更換新的模件，因?yàn)樾蘩磉@樣的故障模件也許會(huì)花費(fèi)同樣甚至更多的費(fèi)用。現(xiàn)在一些小型甚至超小型PLC系統(tǒng)已經(jīng)向工業(yè)用戶提供了模擬量I/O、PID控制回路、通訊接口，甚至與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場(chǎng)總線。具有14個(gè)通道的I/O和4個(gè)PID控制回路的PLC系統(tǒng)，其價(jià)格也只有千元左右，這種產(chǎn)品非常適合小系統(tǒng)控制應(yīng)用的需要。一些PLC供應(yīng)商依托強(qiáng)大的應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展小型PLC產(chǎn)品，甚至大量的工業(yè)用戶已經(jīng)將其看作是低端應(yīng)用市場(chǎng)上的日用品。

　　在PLC硬件不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程軟件也在向前發(fā)展。因?yàn)樽鳛檎麄€(gè)系統(tǒng)不但要充分考慮硬件產(chǎn)品的性能，還必須采取相應(yīng)的措施為工業(yè)用戶解決工程師可用的組態(tài)軟件工具、故障診斷技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊能力以及除基本自動(dòng)化硬件以外的附加軟件包的適用性能。目前不但PLC廠家在不斷努力開發(fā)適合于PLC系統(tǒng)的編程軟件，其他軟件開發(fā)商也在不斷推出與之相配套的組態(tài)軟件，而且每種軟件都適合于多種品牌的PLC產(chǎn)品，為用戶編程提供了極大的方便。

　　PLC的基本特點(diǎn)是構(gòu)成系統(tǒng)比較靈活。在一些小型的系統(tǒng)中即控制和監(jiān)視點(diǎn)數(shù)較少時(shí)，可以采用小型PLC控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)工藝過程的監(jiān)視及控制。小型系統(tǒng)采用一臺(tái)PC機(jī)為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視及控制?，F(xiàn)在隨著PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，多臺(tái)PLC組成的大型控制系統(tǒng)也不斷被采用，功能已經(jīng)越來越接近于DCS系統(tǒng)。系統(tǒng)可由多臺(tái)PLC組成，通過網(wǎng)絡(luò)將多臺(tái)PLC相連接，PLC可作為底層數(shù)據(jù)采集和實(shí)現(xiàn)就地控制。比較大的控制系統(tǒng)可以用一臺(tái)PLC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜系統(tǒng)的綜合監(jiān)視及控制功能。PLC也可以作為DCS的一個(gè)子系統(tǒng)存在于DCS系統(tǒng)之中。

4.DCS控制系統(tǒng)

　　分散控制系統(tǒng)DCS（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）含義是控制危險(xiǎn)分散集中顯示。分散控制系統(tǒng)DCS是集4C（COMMUNICATION，COMPUTER，CONTROL，CRT）技術(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù)。他的特點(diǎn)是從上到下的樹狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通訊是其關(guān)鍵技術(shù)。DCS由四部份組成：I/O板、控制器、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)。I/O板和控制器國際上各DCS廠家的技術(shù)水平都相差不遠(yuǎn)，如果說有些差別的話是控制器內(nèi)的算法有多有少，算法的組合有些不一樣，I/O板的差別在于有的有智能，有些沒有，但是控制器讀取所有I/O數(shù)據(jù)必須在一秒鐘內(nèi)完成一個(gè)循環(huán)；操作站差別比較大，主要差別是選用PC機(jī)還是選用小型機(jī)、采用UNIX還是采用NT操作系統(tǒng)、采用專用的還是通用的監(jiān)視軟件,操作系統(tǒng)和監(jiān)視軟件配合比較好時(shí)可以減少死機(jī)現(xiàn)象；差別最大的是通訊網(wǎng)絡(luò)，最差的是輪詢方式，最好的是例外報(bào)告方式，其速度要相差很多?？刂破鱅/O部件和生產(chǎn)過程相聯(lián)接，操作站和人相聯(lián)系，通訊網(wǎng)絡(luò)把這兩部分聯(lián)成系統(tǒng)。所以操作站是DCS的重要組成部分，工程師站給控制站和操作站組態(tài)，歷史站記錄生產(chǎn)過程的歷史數(shù)據(jù)。
　　DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要來自現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)和各種變量，在控制站中表現(xiàn)為與工位號(hào)對(duì)應(yīng)的相關(guān)測(cè)量值（PV）、設(shè)定值（SV）、操作輸出值（MV）及回路狀態(tài)等。這些數(shù)據(jù)被采集到DCS控制站相應(yīng)的存儲(chǔ)器里，構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。其他屬于與工位號(hào)有關(guān)的組態(tài)信息，如量程、工程單位、回路連接信息、順序控制信息等，也在控制站中存儲(chǔ)，但同時(shí)必須在操作站或工程師站中存儲(chǔ)，而且有映像關(guān)系。中小型DCS控制站，以控制16-32回路為限、分散性較易為人們所接受。目前小型DCS所占有的市場(chǎng)，已逐步與PLC、FCS共享，今后小型DCS可能首先與這2種系統(tǒng)融合，而且“軟DCS”技術(shù)將首先在小型DCS中得到發(fā)展?？刂普臼钦麄€(gè)DCS的基礎(chǔ)，它的可靠性和安全性最為重要，死機(jī)和控制失靈的現(xiàn)象是絕對(duì)不允許的，而且冗余、掉電保護(hù)、抗干擾、構(gòu)成防爆系統(tǒng)等方面都應(yīng)很有效而可靠，才能滿足用戶要求。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，絕大多數(shù)廠家的DCS控制站是能夠勝任用戶要求的。

　　DCS系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)PLC系統(tǒng)較高，當(dāng)然應(yīng)從性能價(jià)格比、產(chǎn)品生命周期及用戶根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)裝置的自控要求對(duì)DCS進(jìn)行選型、工程費(fèi)用、維修費(fèi)用等方面綜合考慮。更重要的是目前PLC系統(tǒng)、工控機(jī)系統(tǒng)（IPC）的價(jià)格都是以廉價(jià)著稱，所以DCS廠商在這方面面臨的形勢(shì)很嚴(yán)峻，今后５年雖然DCS可以生存，但應(yīng)在降低成本、減少維修費(fèi)用、發(fā)展遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)及完善服務(wù)體系等方面多下功夫，應(yīng)對(duì)以直銷為主的方式進(jìn)行修正，即讓更多的同行能參加到DCS應(yīng)用的行列中來。

　　DCS的發(fā)展初衷主要是解決系統(tǒng)中的控制回路的控制算法。70年代中期，過程工業(yè)發(fā)展很快，但由于設(shè)備大型化、工藝流程連續(xù)性要求高、要控制的工藝參數(shù)增多，而且條件苛刻，要求顯示操作集中等，使已經(jīng)普及的電動(dòng)單元組合儀表不能完全滿足要求，在此情況下，業(yè)內(nèi)廠商經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查，確定開發(fā)的DCS產(chǎn)品應(yīng)以模擬量反饋控制為主，輔以開關(guān)量的順序控制和模擬量開關(guān)量混合型的批量控制。所以今天DCS的優(yōu)勢(shì)仍然是實(shí)現(xiàn)模擬量控制，模擬量控制及其算法是DCS的核心技術(shù)。

　　從目前的DCS來看，一個(gè)控制器完成幾十個(gè)回路的運(yùn)算和幾百點(diǎn)的采集、再加適量的邏輯運(yùn)算，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用，效果是比較好的。這就產(chǎn)生控制器升級(jí)的問題了。有時(shí)控制器和檢測(cè)元件的距離還是比較遠(yuǎn)，這就促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展。

5.FCS控制系統(tǒng)

　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)（FIELDBUS CONTROL SYSTEM）是最近幾年發(fā)展起來的一種新興控制系統(tǒng)。FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)。一種類型的總線，只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定。就其總線協(xié)議的基本原理而言，各類總線都是一樣的，都以解決雙向串行數(shù)字化通訊傳輸為基本依據(jù)。但由于各種原因，各類總線的總線協(xié)議存在很大的差異。為了使現(xiàn)場(chǎng)總線滿足可互操作性要求，使其成為真正的開放系統(tǒng)，在IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議模型的用戶層中，就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能。數(shù)字化通信取代4-20mA模擬信號(hào)：傳統(tǒng)技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備與控制器之間的連接是一對(duì)一（一個(gè)I/O點(diǎn)對(duì)設(shè)備的一個(gè)測(cè)控點(diǎn)）所謂 I/O接線方式，信號(hào)傳遞4-20mA（傳送模擬量信息）或24VDC（傳送開關(guān)量信息）信號(hào)。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可用一條通信電纜將控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（智能化、帶有通信接口）連接，使用數(shù)字化通信完成底層設(shè)備通信及控制要求。

　　現(xiàn)場(chǎng)總線主要技術(shù)特點(diǎn)之一是要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化；即應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備）是帶有串行通信接口的智能化（可編程或可參數(shù)化）設(shè)備。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以計(jì)算機(jī)大規(guī)模集成電路的發(fā)展為基礎(chǔ)。特點(diǎn)之二是集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷為一體；現(xiàn)場(chǎng)總線采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)連接智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，因此，控制器可從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取大量豐富信息，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送，可完成設(shè)備遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷工作。

　　基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn):（1）基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)信息集成能力?，F(xiàn)場(chǎng)總線可從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿足工廠自動(dòng)化及CIMS系統(tǒng)的信息集成要求?，F(xiàn)場(chǎng)總線是數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)，它不單純?nèi)〈?-20mA信號(hào)，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。系統(tǒng)除完成遠(yuǎn)程控制，還可完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。（2）開放式、互操作性、互換性、可集成性。不同廠家產(chǎn)品只要使用同一總線標(biāo)準(zhǔn)，就具有互操作性、互換性，因此設(shè)備具有很好的可集成性。系統(tǒng)為開放式，允許其它廠商將自己專長(zhǎng)的控制技術(shù)，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中去，因此，市場(chǎng)上將有許多面向行業(yè)特點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)。（3）系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好。基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替代一對(duì)一的I/O連線，對(duì)于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來說，減少了由接線點(diǎn)造成的不可靠因素。同時(shí)，系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的在線故障診斷、報(bào)警、記錄功能，可完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。（4）節(jié)省成本：對(duì)大范圍、大規(guī)模I/O的分布式系統(tǒng)來說，省去了大量的電纜、I/O模塊及電纜敷設(shè)工程費(fèi)用，降低了系統(tǒng)及工程成本。

　　數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐是基礎(chǔ)，道理很簡(jiǎn)單，F(xiàn)CS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動(dòng)控制裝置與現(xiàn)場(chǎng)裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。如果現(xiàn)場(chǎng)裝置不遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議，即相關(guān)的通訊規(guī)約，不具備數(shù)字通信功能，那么所謂雙向數(shù)字通信只是一句空話，也不能稱之為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。再一點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線的一大特點(diǎn)就是要增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)控制功能。如果現(xiàn)場(chǎng)裝置不是多功能智能化的產(chǎn)品，那么現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)也就不存在了，所謂簡(jiǎn)化系統(tǒng)、方便設(shè)計(jì)、利于維護(hù)等優(yōu)越性也是虛的。對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，無論是采用DCS或PLC還是采用現(xiàn)場(chǎng)總線，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實(shí)際上，采用現(xiàn)場(chǎng)總線后，可以從現(xiàn)場(chǎng)得到更多的信息?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的信息量沒有減少，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就是FCS系統(tǒng)的一大優(yōu)點(diǎn)。

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(jiǎn)單介紹一下該系統(tǒng)，不與以上三個(gè)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(shí)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(gè)真正開放的平臺(tái)，使系統(tǒng)所有的功能集成于PC這個(gè)統(tǒng)一開放的平臺(tái)上，以減少安裝空間、節(jié)省電纜，將復(fù)雜的通信連接簡(jiǎn)單化，還可通過國際互聯(lián)網(wǎng)Internet或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet 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(gè)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?？斓模瑳Q不會(huì)象以往的PLC 、DCS控制系統(tǒng)那樣因封閉性、專一性而造成長(zhǎng)期發(fā)展滯后，而會(huì)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(chǎng)總線技術(shù)及軟件技術(shù)的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，迅速提升。

7.系統(tǒng)比較

（1）DCS系統(tǒng)是個(gè)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(chǎng)裝置為前提，才能顯示其智能化的優(yōu)勢(shì)。
（2）DCS系統(tǒng)一次性投資較大，PLC系統(tǒng)投資相對(duì)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(hào)PLC單元，而且它可以作為DCS、FCS系統(tǒng)的前端處理現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。
（4） DCS、PLC系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號(hào)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(hào)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(duì)自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是，由于其I/O信號(hào)采用傳統(tǒng)的模擬量信號(hào)，因此，它無法在DCS工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(cè)信息差錯(cuò)的功能。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。因此，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(shí)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(shí)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(gè)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(tái)PLC也可以組成控制網(wǎng)絡(luò)，從其構(gòu)成形式及分散危險(xiǎn)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(huì)使整個(gè)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(shì)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(shí)，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)該首選PLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)造價(jià)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(zhǎng)。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(chǎng)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(shì)。當(dāng)然如果現(xiàn)場(chǎng)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)是最為理想的。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(zhǎng)期證明的，主要是價(jià)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，除首選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(shì)。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(duì)改造機(jī)組及用戶認(rèn)可的控制系統(tǒng)。