火力電廠DCS控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

趙曉亮

（山西潞安余吾熱電有限責(zé)任公司， 山西 長治 046100）

1 DCS控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

目前國內(nèi)正處于電力產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展階段，電力需求增長迅速，老舊的發(fā)電機(jī)組已經(jīng)捉襟見肘，急需更新?lián)Q代。我國正處于大規(guī)模的發(fā)電機(jī)組改造時(shí)期，在這個(gè)改造過程中，DCS控制系統(tǒng)得到了大規(guī)模的應(yīng)用。目前，國內(nèi)的DCS控制系統(tǒng)與國外發(fā)達(dá)國家技術(shù)相比，還有一定的差距。就系統(tǒng)運(yùn)行可靠性來說，國外系統(tǒng)的維護(hù)不需要投入較大的工作量，但是造價(jià)過高。而國內(nèi)DCS系統(tǒng)，雖然成本較低，但自動(dòng)化程度不足，技術(shù)水準(zhǔn)差，維修成本高。經(jīng)過國內(nèi)外現(xiàn)狀對比，國外DCS系統(tǒng)發(fā)展時(shí)間更長，各個(gè)方面更為完善，在參數(shù)設(shè)置與運(yùn)行狀態(tài)上都比國內(nèi)的更加先進(jìn)，所以從國外購買機(jī)組、配套的儀表設(shè)備、DCS系統(tǒng)以及自帶的編制軟件都更加符合國內(nèi)需要，達(dá)到效益最大化[1-2]。

此外，在技術(shù)方面，國家對技術(shù)引進(jìn)工作越來越重視，從國外進(jìn)口DCS系統(tǒng)后，由國內(nèi)技術(shù)人員編制程序。眾所周知，編制程序工作復(fù)雜繁重，需要專業(yè)技術(shù)強(qiáng)的人員來完成。但是具體實(shí)施的過程中，總會出現(xiàn)差錯(cuò)，造成一些隱患，需在后期的調(diào)試中解決。

2 DCS系統(tǒng)應(yīng)用分析

2.1 DCS系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)

分散控制系統(tǒng)（DCS）是以微處理器為核心，同時(shí)集控制單元、顯示模塊的新型系統(tǒng)于一體，具有統(tǒng)一協(xié)調(diào)的功能。其核心思想是集中管理和分散控制，在電力、冶金、石化都得了應(yīng)用。在具體應(yīng)用時(shí)，一般采用分級遞階結(jié)構(gòu)，也就是說，由子系統(tǒng)組成每一個(gè)級別，然后借助對應(yīng)的子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的對應(yīng)功能。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

圖1 分級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

DCS控制系統(tǒng)被火電廠采用后，發(fā)電機(jī)組控制水平明顯提高，但是大多發(fā)電機(jī)變壓器組保留了老式的控制方式，由于控制盤臺裝備許多模擬儀表、光子表和開關(guān)按鈕，導(dǎo)致在控制室內(nèi)DCS對鍋爐的控制與汽輪機(jī)不協(xié)調(diào)，從而使火電廠的自動(dòng)化水平受到影響[3]。

自20世紀(jì)開始，國內(nèi)很多大中型熱電廠采用DCS控制電廠的操作與生產(chǎn)進(jìn)程。由于DCS系統(tǒng)具有軟硬件功能，利用其開發(fā)先進(jìn)的控制系統(tǒng)，制造出具有節(jié)能效果的復(fù)雜控住回路，研發(fā)升級操作系統(tǒng)和AI等智能控制方案，可促使我國電力自動(dòng)化技術(shù)得到提高。DCS控制系統(tǒng)，對那些變量多、反應(yīng)迅速且邏輯結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子系統(tǒng)來說有著非常強(qiáng)大的控制力，機(jī)組將其作為監(jiān)視和控制的重要機(jī)制，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定能力、可靠性和控制系統(tǒng)的質(zhì)量，從而提高機(jī)組的收益。

相對于20世紀(jì)90年代末，DCS在中國FSSS、DAS、CFB中的鍋爐都已成功適用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，DCS在人機(jī)接口方面也有提高。其中最為代表的便是工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)ICS，其在屏幕大小、速度以及應(yīng)用方面進(jìn)行了不同程度的優(yōu)化。一般而言，大屏幕主要用于中央控制室內(nèi)，這樣可以實(shí)時(shí)獲取較多的運(yùn)行信息，進(jìn)而為故障診斷提供更多的便利。目前的應(yīng)用都取代了TG盤上的顯示和記錄儀表，更為先進(jìn)的ICS已經(jīng)產(chǎn)生，在尺寸界面上勝過CRT。其借助滾動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)信息資源的實(shí)時(shí)顯示，需要注意的是，其滾動(dòng)方式不再是斷續(xù)的，可以借助鼠標(biāo)、球標(biāo)或?qū)Ｓ脻L動(dòng)建實(shí)現(xiàn)任意方向的操作，同時(shí)還可以人為實(shí)現(xiàn)畫面的放大以及縮小，也可實(shí)現(xiàn)多個(gè)畫面的同時(shí)顯示[4-5]。

3 DCS系統(tǒng)的發(fā)展方向

在以往的發(fā)電控制過程中，電氣控制裝置（Eleteic）、儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置都是互補(bǔ)干擾、相互獨(dú)立的裝置。在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支持下，國內(nèi)開展了綜合運(yùn)用EIC技術(shù)的科研項(xiàng)目，將以上三種技術(shù)整合在一起，并用DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和完善，這將是DCS未來的研究發(fā)展方向。此外，由于傳統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)是封閉結(jié)構(gòu)，不同的制造廠商的DCS系統(tǒng)不兼容，所以今后系統(tǒng)要向開放、兼容方向發(fā)展，這樣可以讓客戶根據(jù)自身需要，選擇不同廠家的產(chǎn)品連同軟件資源接入控制系統(tǒng)，達(dá)到集成效益的最大化。