火力發電廠DCS自動化技術的應用現狀探析

許文強

摘 要：隨著自動化技術的快速發展，DCS控制系統已經被廣泛應用，并具備了一定的實踐經驗。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。它在應用中極大的提高和促進了設備的利用性和可靠性，本文概述了火電廠熱工自動化的應用現狀，并對DCS 應用發展進行了探討分析。

關鍵詞：電力；DCS；熱工；自動化；智能化；應用；發展

一、火電廠熱工自動化的概述

火電廠熱工自動化指的是對各種信息的處理都能夠實現自動化控制、自動化報警和自動保護要求，在不需要人工控制或者無人直接參與的情況下通過自動化儀表和自動化控制裝置完成火電廠熱力參數的控制與測量。熱工自動化控制在火電廠的應用使得熱工設備安全得到了充分保障，大大降低了火電廠工作人員的勞動強度，還提高了機組的工作效率和經濟性，從而改善了工作條件和工作環境。它的有效使用可以大大提高現代化企業發展水平。

二、火電廠熱工自動化應用現狀

DCS是一種區別于傳統集中控制的新型控制系統，又可以叫集散控制系統。它是通過傳統的計算機控制系統在使用中所發現的缺陷與優勢所發展產生的。又被稱之為4C 技術，其主要構成部分有：計算機，通訊，顯示以及控制。是基于微型計算機中的局域網的基礎上運行發展的，是以局域網為紐帶，將其變為一個安全，實效的高標準控制系統，其中包含過程控制級和過程監控級。

近年來，電力生產中DCS得到了廣泛的應用，尤其300MW及以上容量機組的熱工控制已全面采用DCS控制系統，逐步形成了數據采集DAS、模擬量控制MCS、順序控制SCS、燃燒器管理BMS4大系統，在汽機、鍋爐等熱力設備的順序控制、數據采集以及爐膛安全監控等方面取得了成功的經驗，提高了電廠自動化水平和機組運行的安全性、經濟性。

火電廠熱工自動化控制作為一項現代化的控制技術，有著廣闊的發展前景，隨著世界高科技的飛速發展和我國機組容量的快速提高，火電廠發電已成為電力輸送系統的重要組成部分。目前火電廠熱工自動化已經得到了長足的進步。DCS系統提高了熱工自動化水平，改善了機組運行環境，減少了工人勞動強度，便于熱控設備的維護管理，特別是DCS系統解決了集中控制系統的致命弱點——故障集中。DCS的最大優點是故障分散，采用了大量的微處理器，使各個微處理器承擔一個范圍較小地域控制任務，在控制策略的改進、歷史趨勢的記錄及事故的分析方面優勢明。

三、引起DCS系統故障的原因的分析及其預防措施

（一）系統不能完全做到在線修改，無擾動下裝

系統兼有增量及全局編譯功能，增量編譯只對部分修改有效，但有些修改必須用全局編譯，如硬件配置、目標配置、任務配置等，而全局下裝實質是對控制器復位，即現場所有的電機停轉、調節閥關閉等，整個裝置停止運行，其實質也就是不能完全做到在線修改，無擾動下裝。

（二）上位機與控制器無法通信問題

通過裝置停運時多次在上位機與控制器之間進行通信試驗發現：Facview運行時，盡量不要登錄Conmaker，否則易導致通信中斷。同時檢查兩個主控單元之間Arcnet通信網絡，實現其冗余配置，這樣通信問題明顯減少。即使出現上位機與控制器通信不上的問題，采用切換控制器的方法，同樣不會影響到裝置的正常運行。

（三）系統失電后，控制器死機

表明控制器并沒有完全達到冗余備用，控制器存儲方式是以隨機存儲方式RAM形式而非E2PROM。其實這是用戶初次使用這套系統時存在的誤區：FB121DP主站卡的DIP7號開關設置未撥為ON，使控制器存儲方式選擇E2PROM。同時為減少瞬間失電的可能，從馬達控制中心（MCC）UPS柜拉兩根電纜至中央控制室DCS儀表盤主控單元，確保DCS系統不問斷供電：將DCS儀表盤24VDC電源并聯供電確保穩壓。即對目標設置中存儲器的劃分進行了定量的修改，這樣系統即使有停電的可能，程序也不會丟失。采用上述方案，可解決控制器死機問題。

（四）電源引入的干擾造成熱工控制系統故障

DCS系統電源應該有冗余，各路配電模件應該有獨立的截峰二極管（過壓）、自動斷路器（過流）等保護。DCS供電要盡量來自負荷變化小的電源。要嚴格防止強電通過端子排線路串入24VDC供電回路，并定期檢查機柜電源系統是否正常、供電電壓是否在規定范圍內、系統接地是否可靠、良好、線路絕緣是否合格，停、送電按要求程序執行。此外，為保證電網饋點不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性。UPS具有較強的干擾隔離性能，是DCS控制理想電源。

（五）電源風扇和柜頂風扇必須正常運轉

電源風扇和柜頂風扇的正常運轉是保證DPU正常運轉的必要條件。另外環境衛生也不可忽視，如粉塵過大，就會侵入設備內部造成芯片散熱差、元件絕緣下降等。

四、DCS發展趨勢

DCS仍是當前工業自動化系統應用及選型的主流，發展至今已相當成熟和實用，目前國內外已有在電廠采用現場總線的工程業績，管控一體化和儀控、電控一體化正在統一構架下逐步實施，并逐步實現基礎自動化與企業信息管理的無縫集成。

五、結語

近年來，隨著國內電廠熱工控制系統建設事業的快速發展，DCS控制系統以其自身的優勢，不僅在電廠熱控中得到了有效的應用，而且在各行各業中也得到了廣泛的運用，不僅可以實現熱控目的，而且還可以有效降低生產成本，應用前景非常的廣泛。隨著在實踐中的不斷創新與改進，DCS控制系統將會更好的為電廠熱工控制服務。

參考文獻：

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