张彬
通辽热电有限责任公司 内蒙古通辽 028000
摘要：PLC和DCS控制系统广泛应用在现代工业控制之中，尤其在电厂中的应用更是必不可少。它们的应用可以说决定了生产效率以及设备的运行安全，本文将简述二者在电厂中的应用以及它们未来的发展方向。
关键词:PLC；DCS；电厂；应用；发展
1、PLC与DCS的概述
1.1PLC的发展及特点
从PLC的控制功能来分，PLC的发展大致为以下4个阶段。第一阶段的产品主要用于逻辑运算、定时和计数，它的CPU由中小规模的数字集成电路组成，它的控制功能比较简单。
第二阶段PLC产品的主要控制功能得到了较大的发展。随着多种8位微处理器的相继问世，PLC技术产生了飞跃。在逻辑运算功能的基础上，增加了数值运算、闭环调节功能，提高了运算速度，扩大了I/O规模。
第三阶段是PLC通信功能的实现阶段。与计算机通信的发展相联系，PLC也在通信方面有了很大的发展，初步形成了分布式的通信网络体系。
第四阶段是PLC的开放阶段。由于开放系统的提出，使PLC得到了较大的发展。主要表现为通信系统的开放，使各生产厂家的产品可以互相通信。
PLC具有高可靠性 、丰富的I/O接口模块、采用模块化结构、编程简单易学、安装简单，维修方便等特点，正是这种特点使得它广泛应用在各种环境。
1.2DCS的发展及特点
DCS的发展历史主要有五个阶段。第一阶段是DCS诞生期，这一阶段DCS主要特点是注重控制功能的实现，分散控制，集中监视。缺点是人机界面功能弱、通讯能力差、互换性差、成本高。
第二阶段是DCS发展的成熟期，这一阶段的主要特点是引入了局域网（LAN）作为系统骨干，按照网络节点的概念组织过程控制站、中央控制站、系统站、网关等。
第三阶段是DCS的扩展期，这一阶段的DCS采用了ISO标准MAP（制造自动化规约）网络，涌现了多种厂商的不同型号的系统。
第四阶段是DCS为数字化、信息化和集成化时代，DCS更加开放，支持各种智能仪表总线，同时通过网络速度的扩展，提高了系统规模。
第五四阶段是DCS为一体化、智能化时代，采用1G高速网络，实现控制系统一体化、智能化，从而真正实现数字化工厂。
DCS系统的理念是“分散控制”，“集中管理”，尽量将控制所造成的危险性分散，它具有高可靠性、开放性、灵活性、协调性、控制功能齐全、易于维护等特点。
2、 PLC与DCS在电厂中的应用
2.1PLC在电厂中的应用
首先PLC在电厂中可用作数字量逻辑的控制，它能取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多台设备的控制。如水泵的启停、阀门的开关、制水系统顺控、干除灰系统的控制等。还可以独立于DCS控制系统，对机炉保护进行控制。另外它也可以应用于电厂中的生产过程控制当中，进行模拟量的控制。如成产现场中温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量，PLC可以采用相应的A／D和D／A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。
2.2DCS在电厂中的应用
DCS在电厂中主要应用于热工控制系统，项目一般包括模拟量控制系统（MCS）、逻辑控制系统（SCS）、锅炉安全监控系统（FSSS）、机组数据监测系统（DAS）、汽轮机监测保护系统（TSI）、汽轮机电液调节系统（DEH）等。由于生产现场系统十分复杂，所控制的对象和参数数量多、干扰多，使得DCS的强大的兼容性、可靠性等特点可以在控制过程中发挥其强大的优势，通过其较强的自适应控制力、预估控制力、模糊控制力、神经元控制力以及非线性控制力等等，能够对复杂的控制对象实现有效控制，使得各个控制对象能够高效运作。
3、 PLC与DCS在未来的发展
3.1 PLC在未来的发展
随着控制技术的发展， PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。PLC的发展可归纳为以下几个方面。
（1） 在产品规模方面，向两极发展。
一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。以适应单机及小型自动控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。
（2）向通信网络化发展
PLC网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。目前，PLC制造商都在发展自己专用的通信模块和通信软件以加强PLC的联网能力。各PLC制造商之间也在协商指定通用的通信标准，以构成更大的网络系统。PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的组成部分。
（3）向模块化、智能化发展
为满足工业自动化各种控制系统的需要，近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等，这些模块的开发和应用不仅增强了功能，扩展了PLC的应用范围，还提高了系统的可靠性。
（4） 编程语言和编程工具的多样化和标准化
多种编程语言的并存、互补与发展是PLC软件进步的一种趋势。 PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议)靠拢，使PLC的基本部件，包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面的技术规范化和标准化。
3.2 DCS在未来的发展
DCS发展至今已相当成熟和实用，毫无疑问，它仍是当前工业自动化系统应用及选型的主流。面对挑战，DCS的发展可归纳为以下几个方面。
(1)向综合方向发展：标准化数据通信链路和通信网络的发展，将各种单(多)回路调节器、PLC、工业PC、NC等工控设备构成大系统，以满足工厂自动化要求，并适应开放式的大趋势。
(2)向智能化方向发展：数据库系统、推理机能等的发展，尤其是知识库系统(KBS)和专家系统(ES)的应用，如自学习控制、远距离诊断、自寻优等，人工智能会在DCS各级实现。与FF现场总线类似，以微处理器为基础的智能设备如智能I/O、PID控制器、传感器、变送器、执行器、人机接口相继出现。
(3)DCS工业PC化：由IPC组成DCS已成为一大趋势，PC作为DCS的操作站或节点机已很普遍，PC-PLC、PC-STD、PC-NC等就是PC-DCS先驱，IPC成为DCS的硬件平台。
(4)DCS专业化：DCS为更适合各相应领域的应用，就要进一步了解相应专业的工艺和应用要求，以逐步形成多领域、多行业、多种类的特色化专业化的DCS。
4、结束语
总而言之，PLC与DCS技术 在电力企业生产中不但能够有效降低生产成本，确保机组的稳定运行，还提高了电力企业的社会效益和经济效益，保障人们的用电安全。随着PLC与DCS技术的不断发展，我们还需要不断地从深层次、多角度的进行研究，以发掘出它们的巨大潜能并应用于我们的现代发展之中。
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