DCS系統(tǒng)在火電廠電氣控制方面的應(yīng)用

辛玉欣

摘 要：DCS系統(tǒng)又稱集散控制系統(tǒng)，主要以微處理為基礎(chǔ)，采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想，采用多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式，在電力、石化等行業(yè)中有的廣泛的應(yīng)用，給人們的生活帶來了很大的便利。本文通過對(duì)DCS系統(tǒng)特點(diǎn)的介紹，探究火電廠電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用DCS系統(tǒng)的原因，給出其應(yīng)用的注意事項(xiàng)，保證DCS系統(tǒng)的應(yīng)用更加合理。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng) 火電廠 電氣控制系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（a）-0038-02

隨著火電廠集控運(yùn)行和單元機(jī)組綜合自動(dòng)化水平的提高，DCS系統(tǒng)在火電廠電氣系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)越來越成熟，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的一體化監(jiān)控，對(duì)于DCS系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用設(shè)計(jì)需要考慮多方面的因素，從其功能、性能、使用習(xí)慣等方面進(jìn)行研究，提高DCS系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量，促進(jìn)電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。

1 DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)介紹

1.1 可靠性很高

DCS系統(tǒng)的控制功能并不集中在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，而是通過各臺(tái)計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，容錯(cuò)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)使得DCS系統(tǒng)的可靠性更高，不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。加之，由于任務(wù)的分散，每臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)都比較單一，可以做到有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需要，根據(jù)要求進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使得每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也大大提高。

1.2 開放性較廣

DCS系統(tǒng)具有模塊化、開放化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中，每臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)的方式來實(shí)現(xiàn)通信、實(shí)現(xiàn)信息傳輸，如果電氣系統(tǒng)需要進(jìn)行功能的擴(kuò)展或者改變，那么可以通過將新增計(jì)算機(jī)接入系統(tǒng)信息網(wǎng)活著而從系統(tǒng)中卸除，對(duì)于其他系統(tǒng)工作不會(huì)造成影響，所以，DCS系統(tǒng)具有很高的開放性。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行靈活

DCS系統(tǒng)的整個(gè)結(jié)構(gòu)是根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件的組合，也就是說DCS系統(tǒng)必須經(jīng)過測(cè)量與控制信號(hào)以及相互連接建立關(guān)系，從控制算法庫(kù)中選擇合適的控制規(guī)律進(jìn)行應(yīng)用，從圖形庫(kù)調(diào)用相關(guān)的基本圖形組成所需要的監(jiān)控畫面，可以更加方便地構(gòu)成所需要的控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行以實(shí)際需要為準(zhǔn)，靈活多樣，可以極大地滿足電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行要求。

2 火電廠電氣控制應(yīng)用DCS系統(tǒng)的原因

2.1 使得電氣系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控能力得到提升

當(dāng)前，很多火電廠的電氣控制系統(tǒng)的重要運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)已經(jīng)進(jìn)入DCS系統(tǒng)中，可以做到CRT畫面提示、越限報(bào)警、記錄的打印與輸出，整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行已建立起基本的運(yùn)行體系。但是，很多運(yùn)行參數(shù)的考量仍采用盤臺(tái)裝的模擬或者數(shù)字儀表和信號(hào)燈顯示，使得系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性并不強(qiáng)，所以，接入DCS系統(tǒng)是為了提高運(yùn)行監(jiān)控能力，使得對(duì)于整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行深入的掌握，彌補(bǔ)傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)需要專人操作的不足，使得操作的適時(shí)性增強(qiáng)，誤差減小，DCS系統(tǒng)的全自動(dòng)運(yùn)行可以保證整個(gè)機(jī)組的監(jiān)控水平。

2.2 使得電氣控制系統(tǒng)的可靠性更高

首先，DCS系統(tǒng)本身具有極高的可靠性，可以用配置冗余的控制系統(tǒng)代替原有的固態(tài)邏輯和繼電器，使得系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性增強(qiáng)。此外，還可以將很多操作終端進(jìn)行省略，可以去除由硬接線、開關(guān)、按鈕等引起的故障，使得系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定安全。還可以通過系統(tǒng)內(nèi)部的聯(lián)動(dòng)邏輯，設(shè)置操作閉鎖邏輯和操作準(zhǔn)許檢查邏輯，使得人為誤差大大降低，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

2.3 可以使得電氣系統(tǒng)做到完全集控運(yùn)行

由于DCS系統(tǒng)的應(yīng)用開放性和靈活性很高，所以，對(duì)于整個(gè)電氣系統(tǒng)的操作、監(jiān)控都可以掌握，與整個(gè)機(jī)組實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，運(yùn)行人員可以在任何一個(gè)終端對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)性掌握，使得整個(gè)DCS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)完全集控運(yùn)行。

3 電氣系統(tǒng)運(yùn)行的控制項(xiàng)目

3.1 對(duì)電氣系統(tǒng)的測(cè)量

電氣系統(tǒng)的測(cè)量包括電流、電壓的測(cè)量以及其他電量的監(jiān)控，狀態(tài)測(cè)量如果只有開關(guān)的輔助接點(diǎn)，那么其控制對(duì)象為斷路器、開關(guān)、接觸器，直接發(fā)生作用的則是電磁線圈，整個(gè)電流線圈交叉在交流回路中，要求系統(tǒng)有很強(qiáng)的抗干擾能力，尤其是二次運(yùn)算處理時(shí)，必須保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。目前來看，DCS系統(tǒng)只能接收變送器的信號(hào)。

3.2 對(duì)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(tài)的發(fā)展速度在DCS系統(tǒng)中的保護(hù)狀態(tài)是ms級(jí)的，對(duì)于保護(hù)、連鎖系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算也有很高的要求，所以，電氣系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化裝置的信號(hào)采集和運(yùn)算處理速度也有很高的要求，DCS系統(tǒng)要想達(dá)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(huì)對(duì)其他功能的實(shí)現(xiàn)造成影響。

3.3 電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中的操作

在電氣系統(tǒng)的運(yùn)行過程中操作量非常少，參數(shù)調(diào)節(jié)也很少，所以，運(yùn)行過程中的異常狀態(tài)都是由保護(hù)裝置自動(dòng)處理的，在運(yùn)用DCS系統(tǒng)時(shí)對(duì)其操作效率并沒有太高的要求，速度相應(yīng)要求也不高，但是要求其操作必須準(zhǔn)確無誤。

4 DCS系統(tǒng)在火電廠電氣控制中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

4.1 對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的配合問題的滿足

傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)、容量和規(guī)模都必須是專業(yè)的，大多數(shù)工作由熱控專業(yè)完成，涉及電氣專業(yè)與熱控專業(yè)的配合情況非常少，部分電氣量進(jìn)入DCS系統(tǒng)后，由電氣專業(yè)設(shè)計(jì)變送器來進(jìn)行電量的傳輸，在將DCS系統(tǒng)應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)之后，一部分邏輯功能就需要在DCS中完成，對(duì)于邏輯性強(qiáng)的設(shè)計(jì)需要兩大專業(yè)進(jìn)行配合才能完成，在進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該深入了解其特點(diǎn)，對(duì)于實(shí)際過程中的運(yùn)行情況進(jìn)行掌握，使得DCS系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)的配置更加合理。

4.2 電氣控制功能的合理分配

電氣系統(tǒng)的控制功能包括控制邏輯、參數(shù)設(shè)置等，在完成一次調(diào)試之后需要進(jìn)行重復(fù)的工作很少，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，所以，在進(jìn)行DCS系統(tǒng)接入電氣系統(tǒng)時(shí)就應(yīng)該對(duì)其控制功能的分配進(jìn)行合理規(guī)劃，如果電氣控制和熱工控制設(shè)計(jì)在同一控制站中，那么其數(shù)據(jù)的修改就會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注這一問題。DCS系統(tǒng)在安裝過程中無法運(yùn)行，因此，在安裝時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行考慮，保證局部提前帶電，可以臨時(shí)投入運(yùn)行。

4.3 對(duì)于系統(tǒng)裝置時(shí)鐘的配合問題

DCS系統(tǒng)屬于微處理系統(tǒng)，整個(gè)機(jī)組的微處理器和數(shù)字裝置的組合很多，每一個(gè)獨(dú)立的裝置都有自己的時(shí)鐘，所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)每一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的時(shí)鐘進(jìn)行研究，保證系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，制定相關(guān)的對(duì)接辦法，及時(shí)處理過程中的特殊情況，否則就會(huì)造成時(shí)標(biāo)信息的紊亂。

4.4 系統(tǒng)調(diào)試問題的研究

調(diào)試工作也是DCS系統(tǒng)工作的重點(diǎn)，接入DCS系統(tǒng)使得電氣熱控的配合工作增加，使得調(diào)試的分工、配合、技術(shù)重點(diǎn)等都會(huì)出現(xiàn)差異，以前的熱控系統(tǒng)由專人直接負(fù)責(zé)，對(duì)其掌握比較清楚，可以極大地避免失誤，將DCS系統(tǒng)應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)中后，由系統(tǒng)直接控制，使得人員對(duì)電氣系統(tǒng)不熟悉，難以做到兩者的完美配合。此外，DCS系統(tǒng)中的信息大多是由通信的方式完成傳輸，為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定高效，必須保證整體系統(tǒng)的信息傳輸準(zhǔn)確，對(duì)于發(fā)送量和信息優(yōu)先級(jí)別等進(jìn)行控制，保證信息不會(huì)出現(xiàn)丟失等情況。

5 結(jié)語

經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)查研究對(duì)DCS系統(tǒng)的應(yīng)用的整個(gè)過程進(jìn)行分析，使得其在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用更加科學(xué)，極大地提高了電氣控制的運(yùn)行監(jiān)控能力和水平，使得電氣系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性都能得到保證，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，必須保障系統(tǒng)運(yùn)行的良好狀態(tài)，才能增加家企業(yè)效益，促進(jìn)火電廠的發(fā)展，對(duì)于能源可持續(xù)利用也有著很大的推動(dòng)作用。

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