熱工控制系統(tǒng)中DCS的應用與管理

林國亮

摘要：經(jīng)濟的快速發(fā)展，經(jīng)濟對能源的需求也越來越大。作為可靠清潔能源的電力能源需求更加明顯。電廠作為電力能源的重要供應者，熱工控制系統(tǒng)越來越受到各界人士的關注，也逐漸向著自動化的方向發(fā)展。在當今階段，電廠的熱工控制系統(tǒng)已經(jīng)深入應用了Dcs控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但使電廠的運行效率大大提高，而且還促進了我國電力事業(yè)的快速發(fā)展。所以，對電廠的熱工控制系統(tǒng)中應用DCS進行研究，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：DCS技術(shù);電力;效率;運維;

隨著我國市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力企業(yè)面臨著激烈的市場競爭，不斷進行各領域的制度改革和技術(shù)創(chuàng)新，以增強自身的戰(zhàn)斗力，提高管理效率，保障企業(yè)的長遠發(fā)展。目前，電廠熱工自動化技術(shù)已經(jīng)利用新型自動化技術(shù)取得了巨大發(fā)展。主要表現(xiàn)在兩個部分，一部分，在機組中占據(jù)主要地位的DCS系統(tǒng)使得原有控制結(jié)構(gòu)出現(xiàn)巨大改變，另一部分，隨著火電廠運營系統(tǒng)及總線技術(shù)的發(fā)展，熱工自動化控制系統(tǒng)的完善也充滿生命力。

一、DCS系統(tǒng)構(gòu)成

1.數(shù)據(jù)采集。在DCS系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集即計算機監(jiān)控系統(tǒng)，完成機組運行中各類參數(shù)信息在線監(jiān)測及處理工作之后，以畫面形式傳遞，方便操作人員接收。除此之外，還能夠自動報警和打印制表等，使DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的應用更加準確。

2.模擬量控制。在DCS中，模擬量控制系統(tǒng)的作用是控制汽輪發(fā)電機組鍋爐和汽機，實際操作中，可將其細化為機側(cè)模擬量和爐側(cè)模擬量。爐側(cè)MCS系統(tǒng)中包含機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，又涵蓋送、引風調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽溫控系統(tǒng)、儲水箱水位控制系統(tǒng)等，其采用串級方式對鍋爐給水進行全程控制，調(diào)節(jié)除氧器水位，并依托單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)對其他方面進行調(diào)節(jié)。

3.順序控制。依托熱力系統(tǒng)，將機組部分操作程序進行子系統(tǒng)劃分，按照規(guī)定順序，科學判斷各裝置邏輯關系、運行情況等，在該背景下，通過操作指令，對機組各設備進行啟動。順序控制系統(tǒng)既要監(jiān)控廠房主、輔機，監(jiān)視參數(shù)，還要實施聯(lián)鎖保護。盡管SCS系統(tǒng)相對比較繁雜，但其控制思路簡單，應用效果好。

4.數(shù)字電液調(diào)節(jié)。作為電廠熱控汽輪發(fā)電機組重要構(gòu)成要素，該系統(tǒng)主要被用來調(diào)節(jié)汽輪機轉(zhuǎn)速、功率，控制它的前壓力，并分別在機組啟停、故障狀態(tài)下，實施控制和保護。

5.鍋爐爐膛安全監(jiān)控。別名燃燒管理系統(tǒng)，當鍋爐處于正常運作和啟停狀態(tài)時，密切監(jiān)視各類燃燒系統(tǒng)參數(shù)、設備狀態(tài)等，經(jīng)過邏輯運算、判斷等，使電廠鍋爐始終處于安全運行狀態(tài)，達到良好的熱控效果。

二、DCS系統(tǒng)應用

現(xiàn)階段，在電廠熱工控制系統(tǒng)中DCS應用普遍，自動化程度高。在火電機組中使用該系統(tǒng)，能夠?qū)崟r全面監(jiān)控鍋爐爐膛安全，并集中管理該過程中的各類信息。DCS控制系統(tǒng)除了能夠使火電機組運行效率得到提升之外，還能夠?qū)﹄姀S熱工控制系統(tǒng)各類功能進行靈活調(diào)整。采用專業(yè)方法，對其實施全方位保護，確保電廠熱工控制系統(tǒng)始終處于安全有序的運行狀態(tài)。受技術(shù)及工藝制約，我國DCS系統(tǒng)在使用過程中仍然存在諸多問題，需要加大研究力度，不斷拓展該系統(tǒng)的控制功能，使其在電廠熱工控制系統(tǒng)中始終保持最佳應用狀態(tài)。

三、DCS關于熱工控制系統(tǒng)的應用優(yōu)點

1.高度且穩(wěn)固的兼容性

處于工作運行狀態(tài)下的電廠機組，具有一定的復雜性和難以預測性，牽一發(fā)而動全身，需要對多方面的因素進行綜合考量。在這一過程中，控制對象龐雜瑣碎，且涉及諸多干擾源、控制參數(shù)等，由于其呈現(xiàn)非線性特點，并在相互影響的過程中運行，這大大增加了電廠自動控制系統(tǒng)的設計難度。DCS系統(tǒng)的優(yōu)化配置與合理應用，則充分簡化了各類高級控制算法，在確保電廠機組具備較高程度的自動控制水平前提下，進一步強化了系統(tǒng)的兼容性。

2.促進DCS輔機控制

在DCS于電廠生產(chǎn)運營的實際應用中，其適用于大機組及各輔助系統(tǒng)等多元化的應用領域，并有效實現(xiàn)了各類操作的集中有效控制。在這一過程中，除了依托多種技術(shù)方案實現(xiàn)輔機系統(tǒng)和主機DCS的連接外，還能實現(xiàn)與MIS系統(tǒng)的連接，如此一來，不但實現(xiàn)了人工成本的有效縮減，且有利于進一步提高工作質(zhì)量和效率，奠定該管理系統(tǒng)前沿高端的行業(yè)技術(shù)水平。

3.優(yōu)化全程監(jiān)控

由于電廠工程設計工作量大、建設周期長且過程復雜，涉及龐雜廣泛的利益因素，在這樣的操作背景下，大多企業(yè)采取對多數(shù)后備監(jiān)控設備進行關閉的措施以降低相關風險和成本，僅保留少量停機開關。隨著信息化時代的深入發(fā)展，全CRT監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在各電廠逐漸得到了普及，除此之外，DCS大屏幕顯示技術(shù)應用也漸趨廣泛，而DCS大屏幕顯示技術(shù)作為新型顯示技術(shù)，顯著優(yōu)點在于其在優(yōu)化人機界面的同時，無需過多監(jiān)控人員，實現(xiàn)人工成本的合理控制，這對于穩(wěn)固電廠的基礎運營、把控企業(yè)的經(jīng)濟效益以及提升企業(yè)的核心競爭力有著重要作用。

4.實現(xiàn)遠程智能I/O

一些生產(chǎn)廠家已研發(fā)出遠程智能I/O，該系統(tǒng)主要由智能前端、計算機適配器、現(xiàn)場通信總線構(gòu)成。智能前端的本質(zhì)為測控裝置，主要功能在于測量電熱阻，準確性高，除此之外，還能夠?qū)D和DA進行靈活轉(zhuǎn)換。其作為一種獨立系統(tǒng)存在;適配器的功能在于對整體網(wǎng)絡進行綜合管理，確保其協(xié)調(diào)性，它還能夠與主控系統(tǒng)信息進行靈活轉(zhuǎn)換;現(xiàn)場通信總線通過全數(shù)字串行通信，全面支持主體、廣播式及點對點、點對多點等工作方式。遠程智能I/O的優(yōu)越性在于使DCS系統(tǒng)更加安全，并兼容現(xiàn)場總線。

四、DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的管理維護

1.硬件管理與維護

（1）常規(guī)情況下，無論輸入模塊，還是輸出模塊故障，都離不開系統(tǒng)的診斷和修復。當發(fā)生故障時，會通過模塊更換的方法對故障問題進行解決。因普通技術(shù)人員對儀表制作核心技術(shù)缺乏認識，加之，其自身理論水平有限，很難對內(nèi)部元件老化造成的熱工控制模塊故障問題進行準確判定。大多數(shù)時候，輸入輸出模塊故障都發(fā)生在運行或者調(diào)試過程中，模塊更換難度大，需要安排專業(yè)生產(chǎn)廠家嚴格執(zhí)行模塊維修工作。（2）診斷或修復現(xiàn)場設備故障時，當某一設備或者組件出現(xiàn)異常情況，工作人員需要在第一時間對故障問題進行排查，深入剖析故障原因，并采取專業(yè)方法對其進行科學處理。設備故障的診斷和修復工作非常嚴謹，專業(yè)要求高，工程技術(shù)人員完成故障報告接收工作之后，既要嚴格執(zhí)行各類安全保障措施，又要對技術(shù)維修工作加以兼顧。

2.軟件管理與維護

除了備份應用軟件之外，還要對應用軟件具體變化情況進行嚴格記錄，記錄過程一定要嚴謹、規(guī)范;全面系統(tǒng)深入測試軟件功能，尤其要嚴格檢測各級別權(quán)限;嚴格規(guī)范管理各類軟件，根據(jù)實際需要，在第一時間更新修改各類軟件;部分設備處于運行階段或者維修狀態(tài)，需要選擇科學的方法，對其進行維護和隔離;操作站運行過程中也會發(fā)生一系列故障，該背景下，既要保證操作員監(jiān)測工作的正常開展和操作站的有序運行，還要兼顧故障排除和維修操作。針對一些排除難度比較大的故障，要依據(jù)設備實際運行情況，優(yōu)選正確的方法對其進行嚴格排查;當操作員站不能夠正常運行時，要及時通過斷電的方法，或者對電路控制器進行調(diào)節(jié)，停止運行;不斷完善軟件、設備監(jiān)管制度等，使軟件運行更加安全、穩(wěn)定。選擇有效的方法，消除中央處理器、設備電源燈故障問題，縮短故障處理時間。

結(jié)語：

綜上所述，電能需求的增加，使得電廠運行更加安全穩(wěn)定，將DCS應用到電廠熱工控制系統(tǒng)中，效果極佳。電力工作人員要結(jié)合電廠運行要求及實際情況，對DCS構(gòu)成和應用優(yōu)勢等具備清晰的認識，分別在電廠熱工控制系統(tǒng)軟硬件維護中加以應用，提高電廠熱工控制系統(tǒng)性能及日常運營質(zhì)量，為人們提供優(yōu)質(zhì)供電，實現(xiàn)生產(chǎn)成本控制及效益提升。

參考文獻：

[1]楊永春.探索熱工控制系統(tǒng)中DCS的應用與管理方法.2019.

[2]彭浩宇.關于電廠熱工控制系統(tǒng)中DCS的應用研究.2018.