[摘 要]DCS已在电力、化工冶金等行业大量的应用。DCS系统与各类控制设备的接口匹配是否，是很重要的一个环节，两者不匹配问题时有发生。本文就工程中出现的例子，介绍解决DCS与进口执行机构两者接口不匹配的措施。
　　[关键词]DCS；接口；匹配；措施
　　中图分类号：TN657.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-277-02
　　现在火电厂无论大小机组还是新建或扩建的工程机组均采用DCS实现监控和安全运行。DCS控制是火电厂的发电机组运行核心，其各控制指令能否顺利执行到目标，是很重要的一个环节。特别是要使DCS控制指令可靠、安全、不失真的驱动现场被控设备。这就要求DCS与相关联的控制设备接口不但可靠，且还要能很好的匹配两个前后级不同设备或系统之间的信号传输问题。这样，才能保证从DCS发出的逻辑控制至执行设备组成一个信号流畅的控制链。
　　火电厂的设备安装完毕进入联调阶段会碰到DCS控制信号不能控制现场设备的问题，比如：驱动各类阀门的执行机构不受控DCS，不执行DCS来的控制指令等，这样情况发生时往往是设备均已经安装完毕，如果重新补订控制设备、退换设备等，并且涉及到的控制设备量大。会延误工期。特别是进口设备出现接口问题，那么损失就更很大。况且在已进入控制设备联调阶段后，是面临着机组启动在即，不太可能再给予重新施工安装或更换大量设备。所以只能就地解决控制信号中断的问题。
　　这里先分析下从DCS到现场设备的控制信号中断的原因、问题所在。再谈谈解决这个问题的措施。
　　DCS其输出信号可分为以下几种：
　　1.模拟量：电压（V）、电流（mA）。
　　2.脉冲量：电压（V）、电流（mA）。
　　3.开关量：
　　〈1〉有源开关。
　　〈2〉无源开关。
　　DCS系统控制对象可分为：
　　1.电动执行机构：
　　〈1〉.模拟量控制。
　　〈2〉.开关量控制。
　　〈3〉.脉冲量控制。
　　2.气动执行机构：
　　〈1〉.模拟量控制。
　　〈2〉.交流、直流控制电磁阀。
　　下面就某些出现同类问题的工程例子作分析：
　　某1000MW機组工程采用了进口DCS系统，其顺序控制系统（SCS）输出脉冲信号去控制进口的电动执行机构。
　　见图（一），分析如下：
　　DCS（SCS）输出端 电动执行机构输入端
　　图中的左侧是SCS输出模块，其中的BG1和BG2为输出模块中的三级晶体管，其接口两端分别输出两路脉冲信号到下一级的电动执行机构。D1、D2为电动执行机构中输入信号接收端的光电二级晶体管。当BG1的b点有正向控制信号发出时有：
　　BG1电位Vi1>Vbe，BG1晶体管导通，
　　VC1-Vce=Ve=VO1。
　　由于Vce的PN结间压降极小，可忽略。所以，Ve=VO1=VD1=0，使VD1　　同理，当BG2电位Vi2>Vbe时，BG2晶体管导通，VC2-Vce=Ve=VO2。
　　由于Vce的PN结间压降极小，可忽略。所以，Ve=VO2=VD2=0，使VD2　　当BG1、BG2的b点为负向控制信号或无发出时：BG1、BG2因电位被反向而截止，此时的VC1=V01=VD1，VC2=V02=VD2。但因无电压，所以D1、D2也处不导通状态，也没有光电控制信号产生，阀门不动作。
　　可见DCS的BG1、BG2晶体管的输入端b点不论输入正或负的信号，其输出端都没有控制信号输出。这就是DCS控制信号输出至现场控制设备时出现中断的原因。
　　原因找到了，可采用如下措施解决。
　　见图（二）所示：
　　根据前述分析的结果，只要将图中BG1的VC1端电压和BG2的VC2端电压给嵌住，这样使得D1、D2产生工作电流导通让其发出光控制信号至光电接受管即可。
　　具体为：图中分别在BG1和BG2输出端增加2个电阻R1和R2，利用DCS系统控制电源或者电动执行机构的控制电源回路（V）引出电源，通过R1、R2分别加到BG1、BG2的输出端，为VO1、VO2见图（二）所示。
　　工作原理如下：
　　当有脉冲控制信号Vi1为高电平时，BG1电位Vi1>VBE，BG1晶体管导通，VC1-Vce=Ve=VO1，由于Vce的PN结间压降极小，可忽略。
　　所以，Ve=VO1=VD1
　　因VD1　　当输入脉冲控制信号Vi1为低电平时，BG1晶体管截止，电流通过电阻R1产生VD1=VO1= V-VR1，而使得：
　　VD1>VF，使D1正向电压而导通，发出光驱动信号，通过光电偶合发出控制信号即可控制电动执行机构。
　　同理，当有脉冲控制信号Vi2为高电平时，BG2电位Vi2>Vbe，BG2晶体管导通，VC2-Vce=Ve=VO2，由于VCE的PN结间压降极小，可忽略。
　　所以，Ve=VO2=VD2
　　使VD2　　当输入脉冲控制信号Vi2为低电平时，BG2晶体管截止，电流通过电阻R2产生VD2=VO2=V-VR2，而使得：
　　VD2>VF，使D2正向电压而导通，发出光驱动信号，通过光电偶合发出控制信号即可控制电动执行机构。
　　这样，DCS系统输出的控制信号与电动执行机构接口很好的匹配上了，且在电厂的运行中得到验证，也简单易行、成本极低、可靠。电阻R1、R2（体积非常小）可直接装在DCS机柜的出线端子上或接在电动执行机构端子盒内均可。V电源可即可从SCS引出也可利用电动执行机构内的电源。
　　图（二）中的R1和R2的参数可通过R（1、2）=V-（VD1+VWD）/IWD求得。其中VD1为二极管导通压降、VWD为稳压值、IWD为稳压管电流。
　　由于电阻R1、R2为线性电阻，故产生的控制信号并无失真，可控性好。
　　控制信号脉冲波形见图（三）所示。
　　输出控制脉冲时间和正负，就能够控制阀门开度和方向。
　　有的情况下也可以直接用固态型光电转换器解决前后级接口异同电位共地不匹配的问题， 如图（四）所示：
　　对于气动执行机构电控部分来讲，若是有源开关接口也可用光电转换方法解决前后系统电位异同的匹配问题。
　　上述办法在DCS运行中很实用，既解决了接口问题，同时也起到了前后级的抗干扰隔离作用，也克服了前后级共地引起的强电平危害性干扰（有时会将前后级设备损坏）的问题。
　　作者简介：
　　田鸿斌，1956-3男，汉，武汉市，中南电力设计院，430071，武汉市，大学，高级工程师，主要从事发电厂控制设计。