DCS系統在火電廠電氣控制方面的應用

辛玉欣

摘 要：DCS系統又稱集散控制系統，主要以微處理為基礎，采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想，采用多層分級、合作自治的結構形式，在電力、石化等行業中有的廣泛的應用，給人們的生活帶來了很大的便利。本文通過對DCS系統特點的介紹，探究火電廠電氣控制系統應用DCS系統的原因，給出其應用的注意事項，保證DCS系統的應用更加合理。

關鍵詞：DCS系統 火電廠 電氣控制系統 應用

中圖分類號：TM74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（a）-0038-02

隨著火電廠集控運行和單元機組綜合自動化水平的提高，DCS系統在火電廠電氣系統中的結構越來越成熟，可以實現整個機組的一體化監控，對于DCS系統在火電廠中的應用設計需要考慮多方面的因素，從其功能、性能、使用習慣等方面進行研究，提高DCS系統的應用質量，促進電氣系統運行的安全可靠。

1 DCS系統的特點介紹

1.1 可靠性很高

DCS系統的控制功能并不集中在一臺計算機上，而是通過各臺計算機來實現，容錯設計的結構使得DCS系統的可靠性更高，不會因為一臺計算機出現故障而導致整個系統的崩潰。加之，由于任務的分散，每臺計算機所承擔的任務都比較單一，可以做到有針對性地實現系統需要，根據要求進行功能結構的設計，使得每臺計算機的可靠性也大大提高。

1.2 開放性較廣

DCS系統具有模塊化、開放化、標準化的特點，在設計過程中，每臺計算機采用局域網的方式來實現通信、實現信息傳輸，如果電氣系統需要進行功能的擴展或者改變，那么可以通過將新增計算機接入系統信息網活著而從系統中卸除，對于其他系統工作不會造成影響，所以，DCS系統具有很高的開放性。

1.3 系統運行靈活

DCS系統的整個結構是根據不同的流程應用對象進行軟硬件的組合，也就是說DCS系統必須經過測量與控制信號以及相互連接建立關系，從控制算法庫中選擇合適的控制規律進行應用，從圖形庫調用相關的基本圖形組成所需要的監控畫面，可以更加方便地構成所需要的控制系統，整個系統的運行以實際需要為準，靈活多樣，可以極大地滿足電氣控制系統的運行要求。

2 火電廠電氣控制應用DCS系統的原因

2.1 使得電氣系統的運行監控能力得到提升

當前，很多火電廠的電氣控制系統的重要運行參數和狀態已經進入DCS系統中，可以做到CRT畫面提示、越限報警、記錄的打印與輸出，整個電氣系統的運行已建立起基本的運行體系。但是，很多運行參數的考量仍采用盤臺裝的模擬或者數字儀表和信號燈顯示，使得系統運行的可靠性并不強，所以，接入DCS系統是為了提高運行監控能力，使得對于整個機組的運行情況進行深入的掌握，彌補傳統電氣系統需要專人操作的不足，使得操作的適時性增強，誤差減小，DCS系統的全自動運行可以保證整個機組的監控水平。

2.2 使得電氣控制系統的可靠性更高

首先，DCS系統本身具有極高的可靠性，可以用配置冗余的控制系統代替原有的固態邏輯和繼電器，使得系統運行的可靠性增強。此外，還可以將很多操作終端進行省略，可以去除由硬接線、開關、按鈕等引起的故障，使得系統運行更加穩定安全。還可以通過系統內部的聯動邏輯，設置操作閉鎖邏輯和操作準許檢查邏輯，使得人為誤差大大降低，從而提高系統的可靠性。

2.3 可以使得電氣系統做到完全集控運行

由于DCS系統的應用開放性和靈活性很高，所以，對于整個電氣系統的操作、監控都可以掌握，與整個機組實現聯動，運行人員可以在任何一個終端對整個系統的運行情況進性掌握，使得整個DCS系統可以實現完全集控運行。

3 電氣系統運行的控制項目

3.1 對電氣系統的測量

電氣系統的測量包括電流、電壓的測量以及其他電量的監控，狀態測量如果只有開關的輔助接點，那么其控制對象為斷路器、開關、接觸器，直接發生作用的則是電磁線圈，整個電流線圈交叉在交流回路中，要求系統有很強的抗干擾能力，尤其是二次運算處理時，必須保證數據的準確可靠。目前來看，DCS系統只能接收變送器的信號。

3.2 對電氣參量變化情況的掌握

電氣參量的變化速度和異常狀態的發展速度在DCS系統中的保護狀態是ms級的，對于保護、連鎖系統的邏輯運算也有很高的要求，所以，電氣系統對自動化裝置的信號采集和運算處理速度也有很高的要求，DCS系統要想達到這樣的要求，就必須加快局部過程控制站的處理速度，但是一定程度上也會對其他功能的實現造成影響。

3.3 電氣系統運行過程中的操作

在電氣系統的運行過程中操作量非常少，參數調節也很少，所以，運行過程中的異常狀態都是由保護裝置自動處理的，在運用DCS系統時對其操作效率并沒有太高的要求，速度相應要求也不高，但是要求其操作必須準確無誤。

4 DCS系統在火電廠電氣控制中應用的注意事項

4.1 對于系統設計的配合問題的滿足

傳統的DCS系統設計要求結構、容量和規模都必須是專業的，大多數工作由熱控專業完成，涉及電氣專業與熱控專業的配合情況非常少，部分電氣量進入DCS系統后，由電氣專業設計變送器來進行電量的傳輸，在將DCS系統應用于電氣控制系統之后，一部分邏輯功能就需要在DCS中完成，對于邏輯性強的設計需要兩大專業進行配合才能完成，在進行系統的設計時還應該深入了解其特點，對于實際過程中的運行情況進行掌握，使得DCS系統的硬件和軟件系統的配置更加合理。

4.2 電氣控制功能的合理分配

電氣系統的控制功能包括控制邏輯、參數設置等，在完成一次調試之后需要進行重復的工作很少，在很長時間內不會進行重新設計，所以，在進行DCS系統接入電氣系統時就應該對其控制功能的分配進行合理規劃，如果電氣控制和熱工控制設計在同一控制站中，那么其數據的修改就會影響整個系統的運行，所以，在進行設計時應該重點關注這一問題。DCS系統在安裝過程中無法運行，因此，在安裝時應該對其進行考慮，保證局部提前帶電，可以臨時投入運行。

4.3 對于系統裝置時鐘的配合問題

DCS系統屬于微處理系統，整個機組的微處理器和數字裝置的組合很多，每一個獨立的裝置都有自己的時鐘，所以，在進行設計時應該對每一個獨立系統的時鐘進行研究，保證系統之間的協調運轉，制定相關的對接辦法，及時處理過程中的特殊情況，否則就會造成時標信息的紊亂。

4.4 系統調試問題的研究

調試工作也是DCS系統工作的重點，接入DCS系統使得電氣熱控的配合工作增加，使得調試的分工、配合、技術重點等都會出現差異，以前的熱控系統由專人直接負責，對其掌握比較清楚，可以極大地避免失誤，將DCS系統應用于電氣控制系統中后，由系統直接控制，使得人員對電氣系統不熟悉，難以做到兩者的完美配合。此外，DCS系統中的信息大多是由通信的方式完成傳輸，為了保證整個系統的穩定高效，必須保證整體系統的信息傳輸準確，對于發送量和信息優先級別等進行控制，保證信息不會出現丟失等情況。

5 結語

經過嚴謹的調查研究對DCS系統的應用的整個過程進行分析，使得其在電氣控制系統中的應用更加科學，極大地提高了電氣控制的運行監控能力和水平，使得電氣系統運行的可靠性和安全性都能得到保證，在激烈的市場競爭中，必須保障系統運行的良好狀態，才能增加家企業效益，促進火電廠的發展，對于能源可持續利用也有著很大的推動作用。

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