熱電廠DCS系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展研究

韋忠俊

【摘 要】隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，以及今后智能化工廠的創(chuàng)建，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)際的發(fā)展有著明顯的促進(jìn)作用。在熱電廠運(yùn)行的過程中，引入DCS系統(tǒng)，能夠?qū)τ谡麄€(gè)熱電廠的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使得熱電廠在運(yùn)行的過程中有效地降低能耗，優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)和發(fā)電過程，提升熱電廠的實(shí)際發(fā)電效率，積極作用十分明顯。本文結(jié)合應(yīng)用實(shí)際，首先，分析熱電廠DCS系統(tǒng)的組成，其次，探究熱電廠DCS系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，此外，分析熱電廠DCS系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，為今后的實(shí)際工作開展做出相應(yīng)的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】熱電廠；DCS；控制系統(tǒng)；自動(dòng)化。

引言：理念體現(xiàn)了我們對(duì)于發(fā)展的認(rèn)識(shí)，在新發(fā)展理念下，在實(shí)際生產(chǎn)中，不斷地應(yīng)用先進(jìn)性技術(shù)，符合理念發(fā)展的要求。DCS系統(tǒng)在熱電廠生產(chǎn)控制中的應(yīng)用，是熱電廠建設(shè)的重要發(fā)展方向。結(jié)合熱電廠生產(chǎn)實(shí)際，應(yīng)用DCS系統(tǒng)，能夠提升熱電廠運(yùn)行質(zhì)量與效率，顯著促進(jìn)熱電廠的生產(chǎn)與管理模式優(yōu)化，是重要的發(fā)展趨勢(shì)。從熱電廠實(shí)際工作開展的層面分析，探究自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀以及發(fā)展，能夠使得熱電廠生產(chǎn)模式針對(duì)性地優(yōu)化轉(zhuǎn)變，意義同樣關(guān)鍵。

一、熱電廠DCS系統(tǒng)的組成分析

熱電廠DCS系統(tǒng)有著十分豐富的組成，主要包括：1、人機(jī)界面，操作員站、工程師站、歷史站，俗稱上位機(jī)，用于操作設(shè)備，監(jiān)視參數(shù)，系統(tǒng)組態(tài)，歷史記錄等；2、CPU，俗稱下位機(jī)，用于執(zhí)行系統(tǒng)邏輯、運(yùn)算并發(fā)出指令；3、輸入/輸出（I/O）模件，用于收集現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備、元件的測(cè)量參數(shù)，輸出相關(guān)信號(hào)，通過硬接線實(shí)現(xiàn)，分模擬量和開關(guān)量等；4、電源系統(tǒng)及電源模塊，用于DCS系統(tǒng)電源供給；5、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)通訊線、交換機(jī)等設(shè)備，用于數(shù)據(jù)傳輸以及聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的樞紐。其主要的目的就是對(duì)于熱電廠機(jī)、電、儀設(shè)備運(yùn)行的各個(gè)狀態(tài)，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)采集，然后進(jìn)行系統(tǒng)控制計(jì)算分析，再通過指令輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)熱電廠的自動(dòng)化控制。首先，DCS系統(tǒng)中，通過模擬量和開關(guān)量輸入模塊對(duì)熱電廠機(jī)、電、儀和其它設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行采集監(jiān)控，CPU通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊掃描輸入模塊采集的數(shù)據(jù)，然后按預(yù)先保存好的邏輯程序?qū)Σ杉降男盘?hào)進(jìn)行周期處理，處理結(jié)果通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊刷新輸出到模擬量和開關(guān)量輸出模塊，輸出模塊輸出相應(yīng)信號(hào)控制現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備，CPU通過通訊模塊、工業(yè)以太網(wǎng)跟上位機(jī)進(jìn)行通訊，操作員對(duì)人機(jī)界面的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，如把DCS系統(tǒng)比作人大腦、各種信號(hào)檢測(cè)儀表比作人的眼睛、各種電機(jī)和執(zhí)行器比作人的手和腳、電源線比作人的血液系統(tǒng)、電纜線比作人的神經(jīng)系統(tǒng)，可把整個(gè)DCS系統(tǒng)用如下簡圖形象的表示。

其次，各種汽液態(tài)成份在線分析儀設(shè)備、自動(dòng)報(bào)警、視頻在線監(jiān)控等多方面功能也是DCS系統(tǒng)的重要組成?？傊?，熱電廠DCS系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)實(shí)施控制，對(duì)系統(tǒng)整體自動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，及時(shí)對(duì)鍋爐和汽機(jī)負(fù)荷進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配，對(duì)于熱電廠運(yùn)行的可靠性與安全性也有十分積極的作用。

二、熱電廠DCS系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況分析

1、功能綜合豐富

分析DCS系統(tǒng)在熱電廠中的應(yīng)用實(shí)際，總體層面對(duì)于應(yīng)用現(xiàn)狀分析，即DCS系統(tǒng)的功能豐富，能夠有效地推動(dòng)熱電廠運(yùn)行發(fā)展。首先，DCS系統(tǒng)建立在信息技術(shù)，通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，這些技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中引入，可靠性較高，能夠廣泛地對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，有效地進(jìn)行信息傳輸，合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析報(bào)警，使得DCS系統(tǒng)有著豐富的功能。其次，從具體層面分析，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠通過數(shù)字化的故障檢測(cè)、通訊、程序連鎖等計(jì)算機(jī)保護(hù)方式，具有良好的長記憶特征。并且通過數(shù)據(jù)采集，掌握熱電廠各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，從而判斷出設(shè)備性能，有效避免設(shè)備存在隱患導(dǎo)致生產(chǎn)事故；還能夠避免人為控制中的主觀因素導(dǎo)致的生產(chǎn)事故，定量化地對(duì)于熱電廠的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，準(zhǔn)確性也較高?？偟膩碚f，從當(dāng)前熱電廠運(yùn)行實(shí)際層面分析，DCS系統(tǒng)功能豐富，可靠性高，能夠積極促進(jìn)熱電廠的生產(chǎn)運(yùn)行。

2、測(cè)量顯示的數(shù)字化

DCS系統(tǒng)在熱電廠中應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際分析，測(cè)量顯示數(shù)字化，是重要的實(shí)際應(yīng)用情況。首先，當(dāng)前DCS自動(dòng)化發(fā)展模式下，轉(zhuǎn)變了以往的測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示方式，通過CRT顯示器上的數(shù)字顯示，測(cè)量顯示的數(shù)字化促進(jìn)顯示更具直觀性和精確性，便于相關(guān)操作人員及時(shí)進(jìn)行讀取。其次，原有量測(cè)數(shù)據(jù)的顯示方式，有著一定的滯后性，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的誤差，并且當(dāng)數(shù)據(jù)波動(dòng)明顯時(shí)，難以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。總體而言，當(dāng)前熱電廠中，DCS系統(tǒng)引入，測(cè)量顯示數(shù)字化，應(yīng)當(dāng)廣泛應(yīng)用，對(duì)于熱電廠自動(dòng)控制運(yùn)行質(zhì)量有著積極的促進(jìn)作用。

3、操作監(jiān)視屏幕化

結(jié)合當(dāng)前DCS系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際，CRT屏幕上的實(shí)時(shí)畫面取代了以往監(jiān)控中龐大的模擬屏，使得操作監(jiān)視更加方便。首先，結(jié)合當(dāng)前實(shí)際，在控制屏幕的層面，利用鼠標(biāo)以及鍵盤的合理化使用取代了傳統(tǒng)的分合閘操作，使得整個(gè)監(jiān)測(cè)過程變得十分方面。在信號(hào)報(bào)警的方面，原有的報(bào)警信號(hào)也轉(zhuǎn)變?yōu)槠聊划嬅娴拈W爍，并且有相應(yīng)的文字報(bào)警以及語音報(bào)警模式，對(duì)于工作開展有效性的提升也有著積極的作用?？偟膩碚f，操控監(jiān)視屏幕化，是DCS系統(tǒng)在熱點(diǎn)控制中應(yīng)用的主要模式，整體上提高了相關(guān)人員的工作效率，便于相關(guān)人員對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，便于及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

4、先進(jìn)的冗余技術(shù)

熱電廠生產(chǎn)對(duì)DCS系統(tǒng)有較高的可靠性要求，冗余技術(shù)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提高系統(tǒng)可靠性最有效的方法，因此，熱電廠DCS系統(tǒng)采用CPU、通訊、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器冗余，正常工作時(shí)，主、從站時(shí)時(shí)自動(dòng)同步所有的運(yùn)行信息，當(dāng)主站故障時(shí)，從備站接管主站工作形成新的主站，不影響到熱電廠的生產(chǎn)，在特殊場(chǎng)合，還可能實(shí)現(xiàn)I/O冗余，提高穩(wěn)定性。

5、自診斷和報(bào)警功能

DCS系統(tǒng)有強(qiáng)大的軟、硬件自診斷功能，當(dāng)軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)報(bào)警，在人機(jī)界面有相應(yīng)的指示，并生產(chǎn)日志文件，通過查看系統(tǒng)在線運(yùn)行參數(shù)和查看歷史日志文件，可了解、掌握DCS系統(tǒng)各項(xiàng)性能是否正常。

6、可擴(kuò)容功能

DCS系統(tǒng)有最大容量允許值，能滿足大多熱電廠生產(chǎn)要求，且有足夠容量，能夠滿足隨著生產(chǎn)擴(kuò)大及相關(guān)技術(shù)改造的擴(kuò)容。

三、熱電廠DCS系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)分析

1、運(yùn)行管理智能化發(fā)展

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能化作為當(dāng)前高新技術(shù)的代表，在熱電廠DCS系統(tǒng)中引入，是其重要的發(fā)展方向。首先，智能化發(fā)展，就是DCS系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)，智能化地進(jìn)行分析，進(jìn)行指令發(fā)出，有效地對(duì)于熱電廠的運(yùn)行進(jìn)行控制。例如，電壓、功率等自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)事故診斷與事故記錄等是重要發(fā)展趨勢(shì)。其次，運(yùn)行管理自動(dòng)化化，就需要在系統(tǒng)中引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，以及復(fù)雜的分析技術(shù)，使得DCS系統(tǒng)能夠形成思維，保證指令發(fā)出的科學(xué)合理性。熱電廠DCS系統(tǒng)的智能化發(fā)展，能夠很大程度上，拓展DCS系統(tǒng)的功能，提升管理質(zhì)量效率，因此需要我們不斷地探索，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行發(fā)展層面的分析。結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展背景，有效地在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行新技術(shù)引入，也是實(shí)踐新發(fā)展理念的重要思路。

2、系統(tǒng)控制一體化

隨著工業(yè)的發(fā)展，熱電廠運(yùn)行的過程中，不斷地對(duì)于控制進(jìn)行集成，在自動(dòng)化水平大大提升的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)控制層面的一體化是重要的趨勢(shì)。首先，系統(tǒng)控制一體化，就是在熱電廠DCS系統(tǒng)中，不斷地進(jìn)行集成，將諸多的設(shè)備設(shè)施的管理系統(tǒng)，預(yù)警系統(tǒng)，控制系統(tǒng)進(jìn)行集成，大大提升管理的效率。其次，系統(tǒng)控制一體化的發(fā)展，不僅僅需要硬件層面升級(jí)，增強(qiáng)硬件的功能，還需要開發(fā)集成化程度更高的控制軟件，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的全方面的自動(dòng)化控制和管理

四、結(jié)語

本文探究熱電廠DCS系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展，主要對(duì)于當(dāng)前DCS系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)際以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，對(duì)于當(dāng)前生產(chǎn)層面開展有著一定的指導(dǎo)意義。在當(dāng)前電力建設(shè)不斷地發(fā)展的背景下，通過DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，提升熱電廠的運(yùn)行質(zhì)量與效率，已經(jīng)是新的共識(shí)，基于DCS系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際，分析應(yīng)用現(xiàn)狀，探究發(fā)展趨勢(shì)，有著十分深遠(yuǎn)的意義。

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（作者單位：廣西華銀鋁業(yè)有限公司）