電廠熱工控制DCS系統設計與運用維護的探析

王娟娟

【摘要】DCS系統即集散控制系統，是基于對傳統計算機控制系統應用優勢與不足的研究，形成的4C技術。DCS系統主要有計算機、顯示以及通信和控制四個模塊組成，是基于現代微型計算機局域網的一種安全、高效控制系統。本文將對DCS系統設計要點及其應用維護進行了探討分析，以供相關從業人員借鑒參考。

【關鍵詞】電廠熱工控制；DCS系統；設計要點；運用；維護

一、電廠熱工控制DCS系統的設計要點

電廠熱工控制DCS系統中的網絡設計對整個DCS系統的安全可靠性、實效性以及擴充性等，具有至關重要的作用。同時還要全面考慮電廠熱工控制DCS系統的功能性設計，即DAS（數據采集系統）、MCS（模擬量控制系統）、SCS（順序控制系統）以及DEH（數字電液調節系統）和FSSS （鍋爐爐膛安全監控系統），具體分析如下：

1、數據采集系統。對于電廠熱工控制DCS系統而言，數據采集系統通常又稱作計算機監控系統，其作用在對機組實際生產過程中的相關參數信息在線檢測，經處理運算后，以CRT畫面的形式，將其傳送給操作人員。對于數據采集系統而言，其可以根據實際情況，進行自動報警、打印制表以及計算性能指標等，同時也可以有效提高具體操作的準確性。

2、模擬量控制系統。對于電廠熱工控制DCS系統而言，其模擬量控制系統的作用在于將汽輪發電機組鍋爐、汽機作為整體，予以控制，具體可分成機側、爐側模擬量兩個控制系統。對于爐側MCS系統而言，其中主要包括機爐協調控制和汽溫調節系統，同時包括送風和引風調節系統、儲水箱水位控制系統以及蒸汽溫控系統等；對于機側MCS系統而言，除鍋爐給水全程控制、除氧器水位調節作為串級凋節，其他調節皆為單回路調節系統，比如除氧器壓力、凝汽器水位調節系統以及水位調節系統和溺式水箱水位調節系統。對于模擬量控制系統而言，其價值在于對生產中用到的水、風以及燃料等變量，進行閉環自動調節，同時還要控制整個單元機組負荷。

3、順序控制系統。電廠熱工控制DCS系統中的順序控制系統，通常被稱作程序控制系統，即把機組部分操作程序根據熱力系統分為若干個不同的子系統，嚴格按照規定順序，對各裝置的實際運行狀況、邏輯關系等進行判斷，并以此為基礎發出具體的操作指令，啟動機組各設備。順序控制系統的主要任務在于廠房主機、輔機監控，對參數進行監視，對聯鎖進行保護。因該系統指令優先級分層設計，所以爐側順序控制內容應當包括引風機、送風機以及爐膛吹灰系統；對于機側順序控制系統而言，其主要有汽機潤滑油、定冷水以及膠球清洗等系統。實踐中可以看到，雖然SCS系統內容相對比較龐雜，但其控制邏輯卻比較簡單，而且聯鎖保護邏輯設計是其核心，因此必須結合現場情況進行具體設計。

4、數字電液調節系統。電廠熱工控制DCS系統中的數字電液調節系統，是整個電廠熱控汽輪發電機組的組成部分，主要是為了對汽輪機轉速和功率進行調節，對汽輪機前壓力進行控制，并且還可以有效實現機組啟停或者故障時的保護與控制。

二、DCS系統在電廠熱工控制中的運用

DCS系統而言采用的主要控制模式為局部控制獨立工作站，各站點間的數據信息傳遞，主要依賴局部網絡通信；DCS在電廠熱控中的運用，大幅度提高了電廠發電機組熱控數據信息采集、處理、過程與邏輯控制以及設備運行監視、報警和聯鎖和保護效率。

1、DCS系統兼容性強。電廠機組熱工控制系統，由于其控制對象具有繁雜及龐大性的特點，因此利用DCS控制系統，由于其具有較強的兼容性，可以對多種對象進行自動化控制，而且自動化運行效率及熱控機組的自動化控制水平都會有較大程度的提升，能夠更好的滿足當前電廠熱工控制自動化系統的要求。

2、DCS系統的應用，可確保電廠機組的安全運行。在DCS在熱工控制系統中進行應用過程中，有效的確保了電廠機組運行的安全性。DCS系統大屏幕顯示技術可以將機組運行的數據信息有效的顯示出來，人機操作界面更加人性化，人機操作的過程中更加簡單，具有較強的智能化和自動化特點，不僅有效的降低了操控人員的工作強度，而且還能夠降低運行成本，確保電廠機組運行的安全，對各種安全事故的發生起到了有效的防范作用。

3、DCS系統與輔助系統。在當前一些大型電廠中，DCS系統與輔助系統有效的連接在一起，確保了集中控制的實現。同時主機DCS系統有效的實現與輔助系統的連接，同時還可以將MIS與主機DCS系統有效的連接在一起，這樣有效的提高了機組運行的效率，有利于電廠減員增效目標的實現，同時對于電廠技術管理的提升也起到了極其重要的意義。

4、DCS遠程控制。首先是智能前端。所謂智能前端，即現場總線部分，其可實現A/D之間的互相轉換、電熱組轉變以及PID控制；其次是現場通訊總線。具體的表現方式為數字串行，其可支持多元化的運行模式。最后是通訊適配器。該設備主要是對整個信息區域進行協調和控制，并且將各主控系統間的數據信息有效的交換。

三、DCS在電廠熱工控制系統中的管理與維護

1、硬件管理與維護。（1）輸入輸出模塊的故障都是由系統診斷與修復的，一旦發現故障，一般的處理方式即為更換模塊。由于一般技術人員對儀表制作的核心技術不夠了解，同時其自身具備的理論知識也不夠扎實，這樣就造成其無法有效地發現以及判斷由于內部元件老化等原因造成的熱工控制模塊故障。而在大部分狀況下，輸入輸出模塊的故障往往是出現在運行以及調試階段，一般的工作人員很難完成對模塊的更換操作，理論上都是需要由生產廠家對模塊進行維修。（2）在現場設備故障的修復與診斷方面，一旦發現某設備或組件出現異常，工作人員必須馬上排查故障，找出故障誘因，并及時地進行有效處理。工程技術人員要根據所接收到的故障報告，在做好安全保障措施的前提下開展技術維修工作。

2、 軟件管理與維護。（1）及時對應用軟件進行備份，嚴格記錄應用軟件所有的變化情況，并做到記錄的規范性。（2）需要對軟件的功能進行嚴格測試，特別是每個級別的權限在測試過程中更為嚴格的進行檢測。（3）在對軟件進行規范化管理，對于軟件及時進行更新和修改。（4）對于處于維修或者是運行階段的設備，則需要采取切實可行的措施做好保護和隔離工作。（5）對于操作站運行過程中存在的故障，則需要在確保操作員正常監測和操作站正常運行的基礎上進行故障排除和維修操作，對于無法排除的故障，則需要根據設備運行的狀態，采取切實可行的方法來對故障進行排查。（6）對于操作員站無法正常運行時，則需要采取停電或是電路控制器調節等措施來確保運行的停止。（7）為了確保軟件運行的穩定性，則需要對軟件及設備監管制度進行完善，采取切實可行的措施來對中央處理器和設備電源燈等故障進行處理，確保故障處理的及時性和快速性。

結束語

隨著自動化技術的快速發展，當前國內電廠熱工自動化控制為電力事業的發展提供了重要的基礎和保障。電廠熱工控制主要是基于DCS系統的熱工優化控制平臺，以DCS結構、基本功能為支撐，可有效實現電廠熱工優化控制。

參考文獻：

[1]薛文棟.電廠熱工控制系統中DCS的應用探析[J].科技創新與應用，2012（34）

[2]孫星.分布式控制系統DCS研究[J].科技創新導報，2011（12）.

[3]朱春風，昊楊輝.DCS在電廠熱工控制方面的應用[J].商情，2011（47）.