分散控制系統（DCS，DistributedControlSystem）在20世紀80年代末隨引進機組進入我國火電廠控制領域，并且隨著計算機及網絡技術的發展，其控制功能也在不斷增強。如今，DCS的體系結構已從邏輯分散、功能分散發展到了物理分散。雖然現場總線控制技術（FCS）能夠實現真正意義上的物理分散，但從目前FCS的成熟程度和相應的智能現場設備的品種和價格來看，目前它還很難取代DCS，所以如何有效設計和采納物理分散是有效發揮DCS潛能的zui重要課題。在日立的HIACS-5000M（HITACHIIntegratedAutonomousControlSystem）系統中設有裝置級網絡PCM和遠程RTB網絡，這是日立分散控制系統實現物理分散的有效方法。
　　
　　一、裝置級網絡PCM和遠程RTB簡介
　　
　　1.1裝置級網絡
　　
　　在HIACS一5000M系統中，每個智能化網絡模板PCM模板能引出一套裝置級網絡，其連接方法如圖1所示。　　
　　HIACS—5000M系統采用雙重化光纖環網μ∑一Network100作為骨干網絡，各個主控制站R600C都直接掛在這個網絡上，R600C可以插入常規I/O模板，完成控制、保護等功能。PCM也是直接插在R600C的機柜中，通過總線轉換電路和R600C的HSC-4000,總線連接。PCM的另一端通過串行數據線與遠程I/O模板RTB相連，它從RTB中讀取控制對象的信息并且通過RTB輸出控制信號。為適應遠程控制的需要，PCM和RTB之間采用雙重化冗余網絡傳輸線（光纖、雙絞線兩種）連接以提高可靠性。其傳輸方式為半雙工串行傳輸，網絡zui大傳輸速率可達3Mbps。PCM模板中包含獨立的RISC（reducedinstructionsetcomputer）CPU和非易失性存貯器ROM，這使得PCM有獨立于R600C的組態能力，組態邏輯（組態方法與R600C相同）通過工程師站下裝到ROM中，PCM根據邏輯進行運算輸出控制信號。這樣，即使主控制器失靈時PCM仍可以獨立完成調節、ON-OFF控制和連鎖保護功能。
　　
　　不難看出，在HIACS一5000M系統中使用PCM模板相當于在的主控制R600C下又延伸出了一個小的裝置級控制系統，由于它與現場設備之間通過遠程I／O相連，所以它適用于對那些功能相對獨立或測點分布集中的被控對象（如循環水泵房、油槍等）進行遠方分散控制。
　　
　　PCM模板有嚴格的可靠性措施和足夠長的傳輸距離，*可以滿足裝置級分散控制的需要，其主要技術特性如表1所示。　　
　　1.2遠程RTB模板
　　
　　RTB（remoteterminalblock）是一種帶有終端塊的I／O模板，通過遠程I／O電纜與PCM模板相連，完成就地信號采集以及向就地設備輸出控制信號的功能。IACS-5000M系統包含功能齊全的RTB模板，可以處理從現場傳來的各種信號，如變送器、熱電偶、熱電阻等。RTB的主要技術特點如下：
　　
　　（1）與PCM板相同，RTB模板也配置了雙重化網絡接口，RTB從一套網絡線上接受數據，此網絡故障時自動切換到另一個網絡上接受數據，保證了傳輸的可靠性。
　　
　　（2）RTB與串行網絡之間采用變壓器耦合隔離，某個RTB故障并不影響其他RTB模板，而且這樣可以有效的隔離噪聲源對低壓電子回路的影響。
　　
　　（3）若網絡連接故障，RTB模板的輸出狀態可以選擇。既可以選擇保持原有輸出不變，也可以設定某種安全狀態。
　　
　　二、火電廠應用PCM和RTB模板的實例
　　
　　XX電廠三號機組（350MW）的DCS系統中，鍋爐頂部和汽輪機平臺的溫度測量以及循環水泵房的監視和啟停控制都使用了RTB模板。由于鍋爐頂部環境惡劣，所以在這里使用的是室外型機柜（符合NEMA4標準），這種RTB機柜無需做任何額外的保護措施即可達到良好的防塵、放水和耐高溫的效果。該電廠的循環水泵房建在河邊，距電子設備間大約2公里，兩者之間使用光纜連接（如圖2），經計算這里電纜使用量減少了大約90％。　　
　　前文曾經說過，PCM模板中包含獨立處理器和ROM存儲器，具有獨立的控制功能，此外，PCM的處理速度是主控制器的十倍，所以它更適合于需要快速相應的保護回路。在該電廠中，PCM模板被用于實現鍋爐的FSS保護功能，這樣既可以降低主控制器R600C的負荷率，又可以有效的將系統的風險分散，系統的可靠性大大提高。
　　
　　FSS系統是為了防止爆燃，保障鍋爐安全運行的保護系統，它對于鍋爐的安全有直接的影響，用戶對FSS系統DCS硬件的可靠性有很高的要求，所以我們對用于實現這一功能的PCM模板進行了三冗余配置，如圖3所示。信號通過端子板分成三路分別送給三個PCM，三個模板的輸出信號經過三取二邏輯形成單一的跳閘指令。每個PCM模板中的組態邏輯相同，但他們的工作是相互獨立的，而且模板之間都是電氣隔離的，所以某一塊PCM板故障或誤判不會影響FSS系統的輸出，從而保證了系統的可靠性。
　　
　　為了進一步提高可靠性，九江3號機組的FSS系統中包含檢測與報警回路，即主控制器對PCM模板的狀態進行監視，如果發現PCM狀態異常或出現內部矛盾，系統將馬上報警。
　　
　　機組至今已安全運行兩年，實踐證明，使用RTB和PCM實現電廠機組的遠程控制和保護無論從經濟性或安全性考慮都是很好的選擇。　　
　　三、PCM和RTB的優勢
　　
　　3.1控制功能和風險更加分散
　　
　　PCM模板有獨立于主控制器的組態功能，其運算能力不亞于日立早期的HIACS-3000系統的主控制器，所以我們可以將各個相對獨立的控制功能交給PCM完成，主控制器則用于復雜的協調控制。工程經驗表明，如果PCM模板的控制功能得到充分的利用，DCS系統的主控制器使用量可以減少30％，而且即使主控制器失靈PCM模板仍可以獨立工作，所以說控制的風險也得到了分散。
　　
　　3.2降低電纜使用量
　　
　　RTB模板安裝在現場，通過串行傳輸線通信，可以大大減少電纜的根數和長度，對于熱電偶來說，還可以節省大量昂貴的補償導線，從而降低電廠的建設成本。
　　
　　3.3縮短建設工期
　　
　　由于使用遠程I/O后進入電子設備間的電纜數量大大減少，鋪設工作難度也相應降低；由于RTB模板安裝在就地柜而不是主控制器的機柜中，所以RTB可以先于DCS其他部分運到現場進行接線。以上兩點都有助于縮短建設工期。
　　
　　四、結束語
　　
　　PCM和RTB模板作為一種有效的實現DCS功能分散和物理分散的手段，在日本已經得到了廣泛的應用，然而在國內尚處于推廣階段，相信隨著用戶對對日立遠程模板認識的不斷加深，PCM和RTB會在中國得到更廣泛的應用。