探析DCS在電廠熱工控制系統中的應用與管理維護

內蒙古國華準格爾發電有限責任公司 王 飛

相較于其他系統，DCS系統在電廠熱工控制的應用中存在顯著優勢，而對于DCS系統在電廠熱工控制中的應用與管理維護進行研究分析，能為DCS系統在電廠熱工控制中的應用與管理維護提供依據，繼而為電廠熱工控制正常運行提供便利。

1 在電廠熱工控制中應用DCS系統的優點

將DCS系統應用在電廠熱工控制上，不僅可以有效提高電廠熱工控制系統內發電機組對于相關數據信息的收集和處理，使得電廠在日常運行時得到有力控制、防止出現意外情況，還可以加強對電廠日常運行時的監督，幫助相關人員更好地對熱工系統進行操作，從而使得DCS系統被各大電廠應用到熱工控制上。

在機組日常工作時，由于數量眾多，往往需要多個熱工控制系統進行控制，而且由于各機組在日常運行中經常出現延遲、干擾等情況，使得熱工系統在對機組進行控制時變得十分困難，而DCS系統可以有效解決這一問題，通過對數據的分析處理將輔助的算法進行簡化，加強了熱工控制系統的控制能力。并且DCS還可以和遠程智能I/0相結合，不僅能夠保證整個熱工控制系統的平穩運行，還能加強對網絡的管理，從而確保整個熱工控制網絡能夠暢通，并且DCS系統還可以跟通信總線完美兼容。

此外DCS系統還在電廠內的輔助系統上得以應用，讓DCS系統跟輔助系統相結合，可以有效加強輔助系統對整個生產過程的控制，從而提高電廠工作效率，極大降低了電廠中人工成本，從而擴大自身經濟效益。同時，由于電廠日常運轉復雜繁瑣、存在的環節眾多，使得相關人員對于生產過程的監督變得極為麻煩，但通過對DCS系統使用便可有效解決這一問題，降低對相關人員的依賴，可以有效對電廠各個環節的生產過程進行監督。

2 電廠熱工控制中對于DCS系統的應用

電廠的熱控自動化系統分為三個主要部分：檢測裝置系統、執行設備系統、控制系統[1]。而將DCS應用到電廠熱工系統中可以對整個系統進行監督，對信息進行管理，提高運行效率（圖1）。

圖1 DCS控制系統的層次結構圖

2.1 現場總布線技術

在DCS系統中，現場總布線技術在整個系統中發揮著重要的作用[2]。因此工作人員應給予DCS系統足夠關注，在對整個DCS系統進行現場總布線時需對各個方面展開思考，從而使DCS系統可以科學合理的布線。如：在對DCS系統進行現場總布線時，應根據設備的架構及通信等因素進行思考，使得DCS系統可有效將各個環節聯系在一起，從而達到DCS系統能夠和智能設備相結合的目的，并控制搭建局域網絡。

此外，與其他布線技術相比DCS系統需極高的維護成本，且DCS系統的接口難以和其他設備兼容。所以在使用電廠熱工控制系統時，可通過現場總布線技術對DCS系統進行搭建，以達到降低DCS系統維護成本，增加DCS系統的兼容性，繼而實現對現場局部控制系統搭建的目標，使電廠系統在日常工作中能夠平穩運行，加強安全性。

電廠熱工系統里面的汽輪機系統與鍋爐系統雖然都是電廠熱工系統的一部分，但這兩個系統與其余熱工系統并沒有關聯性，不管是汽輪機系統還是鍋爐系統都是一個獨立的熱工系統。因此在將DCS應用到整個熱工系統時，就需專門為汽輪機系統以及鍋爐系統在現場進行布線，從而保證DCS系統可以有效對整個熱工控制系統進行監督，并對整個熱工控制系統信息進行處理，從而提高整個熱工控制系統的運行效率，保障熱工控制系統的平穩運行。同時還要注意在對DCS進行現場布線時，應為汽輪機以及鍋爐這兩個獨立系統留出連接口，保證DCS系統能對這兩個獨立系統進行有效控制。

2.2 高速網絡通信技術

DCS系統的建立離不開互聯網技術的支持，因此需加強高速網絡通信技術的應用，以提高DCS網絡的質量，讓網絡數據能夠更加高效穩定的傳輸[3]。而電廠的控制系統在對整個電廠進行控制，由于以太網自身的緣故，導致控制系統存在延時的情況，使得電廠數據信息在進行傳輸時經常出現各種情況，從而使得DCS在進行數據信息傳輸時常出現信息丟失等情況，繼而影響整個電廠的正常運行，并且這種情況會隨著電廠的不斷運行而頻繁發生，因此如何保證DCS在進行數據信息傳輸時的安全便顯得至關重要。目前，對于DCS系統的應用有兩種方法來解決這個問題，一種是根據以太網，通過對以太網絡進行流量監控的方式對電廠的數據信息進行相應收集，從而保證DCS在進行數據信息傳輸時能夠安全進行。

例如：在對以太網進行流量監控時可以使用SNMP技術，并且可以根據收集到的數據信息進行相應分析，從而使DCS系統可以建議一個科學、合理的流量模型，使得DCS系統能夠對整個以太網的數據信息有個清楚地了解，或者可以使用SFLOW技術對以太網進行監控，同樣可以讓DCS系統在日常運行時掌握熱工系統的數據信息，從而確保整個熱工系統能夠平穩運行，保證DCS系統在進行數據信息傳輸時不會遇到安全問題。

此外，便是通過高速網絡通信技術對整個通信網絡進行改良升級，用新型的時間觸發器來代替之前通信網絡的觸發器，從而使DCS系統在日常運行時能夠根據實際情況定時向電力系統傳輸數據和信息，保障了整個電力系統信息傳輸的整體性及時效性，并且極大減小了電力系統中物理鏈在數據信息傳輸過程中對頻率的占用，從而避免數據信息無法及時進行傳輸的情況發生。通過對通信網絡升級可以有效加強DCS系統在日常運轉過程中的運行性能，從而加強了整個熱工系統運行效率，保障電力系統能夠有序進行。

3 電廠熱工控制中對于DCS系統的管理維護

3.1 硬件管理與維護

在DCS系統日常運轉過程中，如果系統內部的輸入模塊及輸出模塊發生問題后，系統內部的診斷功能便可自動對兩個模塊進行修復，從而保證整個DCS系統能夠正常運行，保證DCS系統能夠對整個熱工控制系統進行實時監督，確保DCS對于數據信息的輸出與收集能夠有效進行。但如果DCS系統當中的更換模塊出現了故障，那DCS系統內自帶的診斷功能便無法進行有效修復，這個時候便需要相關人員使用專門設備對更換模塊進行修復，從而保證整個DCS系統能夠正常運轉，也正因為如此，更換模塊是DCS系統應用當中修復最多的地方。

但在日常工作當中，很多電氣設備的操作人員對于設備當中的相關技術并不了解，甚至有的操作人員對于DCS系統的運行原理都不清楚，這也就導致即便DCS系統在運行過程當中出現什么故障，操作人員也無法第一時間發現，使得無法對DCS系統進行及時修復。又或者即便操作人員發現了設備出現故障，但因為對設備并不了解，所以無法找到設備出現故障的地方，使得當設備老化而引發故障發生時，操作人員無法進行有效排查，嚴重影響了故障維修的效率和質量。另外，DCS系統在進行調試時，當中輸入模塊以及輸出模塊會經常產生問題，這導致電廠無法直接對系統內的模塊進行更換，只能讓設備的生產廠家來對這兩個模塊進行更換，從而保證DCS系統能夠正常運轉。

此外，如果DCS系統在日常運轉當中出現什么問題，相關人員要立馬對DCS系統內部設備進行檢查，找出引起故障的源頭，同時還要對產生故障的原因進行研究分析，并及時對出現故障的設備進行修復，防止造成別的設備損壞，從而保證DCS系統能夠順利運轉。同時相關人員要根據設備故障的實際情況，依據操作流程對設備進行修復，使得相關人員在設備修復過程中不會出現安全問題。并且在設備硬件出現故障時，需要相關人員嚴格按照操作流程進行操作，先對故障的源頭進行診斷，再根據實際診斷結果對設備硬件維修。

維修人員在拿到診斷分析后，必須根據相關標準對設備進行技術修復，同時，技術人員應該加強對DCS系統硬盤以及冷卻風扇故障重視，防止因為硬盤故障或者冷卻風扇故障使得電廠操作站出現死機情況，從而嚴重阻礙了電廠日常運行，并且DCS系統的硬盤以及冷卻風扇出現故障時，一般情況下都是因為設備老化，或者誤操作導致的，所以應該改變控制方式從而避免這些事情發生。

如：當DCS系統在正常運轉過程中出現操作站死機的情況，維修人員應該立刻對DCS系統當中的硬盤以及冷卻風扇進行檢查，判斷其是否出現設備老化情況，若是發現設備出現老化，應該第一時間對老化設備進行更換，以保證DCS系統能夠正常運行。若是設備沒有出現老化情況，這時維修人員便需要檢查相關人員的操作流程，排查是否是因為誤操作情況造成的操作站死機。

3.2 軟件管理與維護

維修人員在對DCS系統的軟件進行管理維護時，相關人員要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，并且做到記錄的規范性[4]，從而確保相關人員所記錄的數據信息準確無誤。并且在對DCS系統軟件進行管理與維護時，維修人員應當對軟件的各種功能進行檢測，以保證各軟件功能能夠正常運行，同時維修人員還應該對DCS系統當中各種權限進行檢測，確保各種權限沒有出現問題。

在日常運轉時，相關人員要對DCS系統內各種軟件進行維護管理，以保證軟件不會出現損壞，并且相關人員要結合電廠運轉的實際情況對DCS系統內的軟件進行更換，從而保障DCS系統能夠正常運行。此外，在維修人員對設備進行日常檢修時，需要做好安全措施，防止在檢修過程中出現什么意外情況，危害維修人員人身安全。

電廠操作站如果長時間進行工作，便會容易引起各種故障發生，這時候維修人員要立刻對操作站進行排查，從而找到故障的根源，并根據相應的操作流程對故障進行維修，從而保證操作站能夠正常運行，對電廠的監測工作繼續進行。不僅如此，軟件在日常運轉時很有可能會出現一些難以解決的故障問題，因此這就要求相關人員要對設備有個清晰的認識，知道設備各部件功能，只有這樣相關人員才可以在設備出現故障時，采取科學的手段對設備進行檢查。從而保證DCS系統能夠正常運行。

例如：當電廠日常運行過程中，操作站出現故障導致出現無法操作的情況時，操作人員應該立刻對整個操作站進行斷電、防止出現意外情況，隨后要讓維修人員對整個操作站進行全面檢查，找出產生故障的源頭，然后根據設備故障的實際情況對設備進行相應維修，從而確保DCS系統內軟件能夠平穩運轉。并且，為了保障DCS系統能夠正常運行、減少DCS內軟件發生故障的情況，需要電廠要建立一個完整的設備監督機制，確保對整個DCS系統進行實時監督，防止各種意外情況發生，從而有效提高軟件管理與維護的效率。同時，對于一些無法檢查出來的故障，相關人員便要通過對設備運轉狀態進行研究分析，從而使用科學、合理的手段來對軟件當中存在的故障進行排查。

綜上，要想了解DCS系統在電廠熱工控制中的應用與管理維修，還要綜合了解DCS系統自身優勢，從而進行有利方案選擇。在此基礎上，才能了解DCS系統在電廠熱工控制中的應用與管理維修，從而提高電廠生產效率。