火力電廠DCS控制技術研究現(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)電機組改造時期，在這個改造過程中，DCS控制系統(tǒng)得到了大規(guī)模的應用。目前，國內的DCS控制系統(tǒng)與國外發(fā)達國家技術相比，還有一定的差距。就系統(tǒng)運行可靠性來說，國外系統(tǒng)的維護不需要投入較大的工作量，但是造價過高。而國內DCS系統(tǒng)，雖然成本較低，但自動化程度不足，技術水準差，維修成本高。經(jīng)過國內外現(xiàn)狀對比，國外DCS系統(tǒng)發(fā)展時間更長，各個方面更為完善，在參數(shù)設置與運行狀態(tài)上都比國內的更加先進，所以從國外購買機組、配套的儀表設備、DCS系統(tǒng)以及自帶的編制軟件都更加符合國內需要，達到效益最大化[1-2]。

此外，在技術方面，國家對技術引進工作越來越重視，從國外進口DCS系統(tǒng)后，由國內技術人員編制程序。眾所周知，編制程序工作復雜繁重，需要專業(yè)技術強的人員來完成。但是具體實施的過程中，總會出現(xiàn)差錯，造成一些隱患，需在后期的調試中解決。

2 DCS系統(tǒng)應用分析

2.1 DCS系統(tǒng)的技術基礎

分散控制系統(tǒng)（DCS）是以微處理器為核心，同時集控制單元、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、石化都得了應用。在具體應用時，一般采用分級遞階結構，也就是說，由子系統(tǒng)組成每一個級別，然后借助對應的子系統(tǒng)實現(xiàn)控制系統(tǒng)的對應功能。具體結構如圖1所示。

2.2 DCS系統(tǒng)的應用

圖1 分級控制系統(tǒng)結構圖

DCS控制系統(tǒng)被火電廠采用后，發(fā)電機組控制水平明顯提高，但是大多發(fā)電機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、光子表和開關按鈕，導致在控制室內DCS對鍋爐的控制與汽輪機不協(xié)調，從而使火電廠的自動化水平受到影響[3]。

自20世紀開始，國內很多大中型熱電廠采用DCS控制電廠的操作與生產(chǎn)進程。由于DCS系統(tǒng)具有軟硬件功能，利用其開發(fā)先進的控制系統(tǒng)，制造出具有節(jié)能效果的復雜控住回路，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化技術得到提高。DCS控制系統(tǒng)，對那些變量多、反應迅速且邏輯結構復雜的子系統(tǒng)來說有著非常強大的控制力，機組將其作為監(jiān)視和控制的重要機制，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定能力、可靠性和控制系統(tǒng)的質量，從而提高機組的收益。

相對于20世紀90年代末，DCS在中國FSSS、DAS、CFB中的鍋爐都已成功適用。隨著科學技術的發(fā)展，DCS在人機接口方面也有提高。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、速度以及應用方面進行了不同程度的優(yōu)化。一般而言，大屏幕主要用于中央控制室內，這樣可以實時獲取較多的運行信息，進而為故障診斷提供更多的便利。目前的應用都取代了TG盤上的顯示和記錄儀表，更為先進的ICS已經(jīng)產(chǎn)生，在尺寸界面上勝過CRT。其借助滾動方式實現(xiàn)信息資源的實時顯示，需要注意的是，其滾動方式不再是斷續(xù)的，可以借助鼠標、球標或專用滾動建實現(xiàn)任意方向的操作，同時還可以人為實現(xiàn)畫面的放大以及縮小，也可實現(xiàn)多個畫面的同時顯示[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）、儀表和計算機控制裝置都是互補干擾、相互獨立的裝置。在先進科學技術的支持下，國內開展了綜合運用EIC技術的科研項目，將以上三種技術整合在一起，并用DCS控制系統(tǒng)進行統(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)是封閉結構，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)，達到集成效益的最大化。