DCS系統(tǒng)在電廠熱工控制中的應用與管理維護

金富強

新疆廣匯新能源有限公司 新疆 哈密 839303

引言

當前DCS系統(tǒng)在電廠的熱工控制系統(tǒng)中已有廣泛應用，和利時MACS這套DCS系統(tǒng)對于電廠運行的安全性十分有利，能夠智能化管理電廠熱工控制系統(tǒng)，從而提高電力企業(yè)的經濟收益，促進企業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。但因DCS技術在熱工控制系統(tǒng)的應用處于初步階段，導致其在運行中會出現(xiàn)一定的問題，對電廠的運行造成了一定的影響，所以對DCS系統(tǒng)的管理維護也是一項重要的工作。對DCS在電廠熱工控制的發(fā)展情況進行敘述，分析DCS在電廠控制系統(tǒng)中的應用于維護管理，使其在電廠熱工控制系統(tǒng)能夠合理應用，促進電廠的安全運行和可持續(xù)發(fā)展。

1 火電廠熱工自動化控制現(xiàn)狀

當前，火電廠熱工自動化領域中，其鍋爐主裝置控制系統(tǒng)常常采用的是DCS控制，輔助設備采用的是PLC控制。其主要原因在于，DCS系統(tǒng)早期價格較高，而輔助車間在實際工作過程中，是可以出現(xiàn)中斷的，因此，輔助車間對相應的系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性的要求不高，同時，在輔助車間所采用的系統(tǒng)對相應的模擬量控制相關要求也比較少，為有效控制成本，所以通常在輔助車間中所采的大多是PLC系統(tǒng)。在火電廠熱動自動化中，主廠房中的發(fā)電機與鍋爐對控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性有著較高的要求，同時，還要求系統(tǒng)信號中要有著一定比例的模擬量，更加注重系統(tǒng)的性能，因此，在系統(tǒng)應用中更多的使用價格較高的DCS。表示模糊控制的鍋爐壓力領域中，充分表示兩個運行周期中鍋爐壓力變化情況。相應的周期在經過自動調整后，相關負荷會在出現(xiàn)大幅度變化時，相應的控制響應速度會有一個很大幅度的提升。從隸屬度曲線所邊線出來的交錯重疊情況看，可以了解到，在參數(shù)變化領域中，模糊控制算法有著很強的適應性，這一點能夠從鍋爐的實際運行中看出。

2 DCS系統(tǒng)在電廠熱工控制中的應用

2.1 現(xiàn)場總布線技術 在DCS系統(tǒng)中，現(xiàn)場總布線技術在整個系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，所以在應用DCS系統(tǒng)時需重視這一問題。在現(xiàn)場總布線的過程中要對多個方面進行考慮，如主從架構、多點數(shù)字通信等方面，有能夠從網絡物理層、數(shù)據(jù)鏈路層到應用層的通信協(xié)議棧，例如CAN。通過這樣的處理后，可實現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)與現(xiàn)場智能設備連接的目的，也可作為現(xiàn)場局域工作控制的通信網絡。DCS系統(tǒng)與一般布線系統(tǒng)相比存在維護成本高、接口兼容性差等問題。因此在使用過程中可在DCS系統(tǒng)建設過程中應用現(xiàn)場總部線技術，從而達到優(yōu)化現(xiàn)場局部控制系統(tǒng)架構目的，保障了電廠系統(tǒng)的可靠性。在分析了電廠熱工系統(tǒng)后可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)是相對獨立的熱控系統(tǒng)。在這種情況下，為了將傳統(tǒng)的電廠熱力系統(tǒng)改造成DCS系統(tǒng)，就必須在運行過程中建立一個以標準現(xiàn)場總線為核心的獨立的DCS系統(tǒng)。為實現(xiàn)這一目標，在現(xiàn)場布線過程中應預留鍋爐系統(tǒng)與汽機系統(tǒng)的接口，以保證DCS系統(tǒng)能對其進行控制。

2.2 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。因普通技術人員對儀表制作核心技術缺乏認識，加之，其自身理論水平有限，很難對內部元件老化造成的熱工控制模塊故障問題進行準確判定。

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。

2.3 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。

2.4 DCS系統(tǒng)在實際的熱工控制中應用 需要火電廠對DCS系統(tǒng)包含的內容進行有效研究，之后從DCS系統(tǒng)應用的要點出發(fā)，進行DCS系統(tǒng)的應用工作。當前DCS系統(tǒng)在實際使用時具有非常好的監(jiān)控效果，尤其是可以對電源系統(tǒng)進行監(jiān)督管理，一旦在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)電源出現(xiàn)問題，DCS系統(tǒng)可以迅速對相應的問題進行診斷，使得電源系統(tǒng)可以正常穩(wěn)定進行供電工作，避免發(fā)生工作質量問題?；痣姀S進行DCS系統(tǒng)應用時，需要將DCS系統(tǒng)在燃油泵房、空壓機房等區(qū)域進行安裝，之后在相應的設備工作時，電源系統(tǒng)可以直接進行工作，確保公共傳輸網絡運行效果。

3 DCS控制系統(tǒng)在應用中的管理維護

(1)加強DCS巡檢，特別是對CPU負荷率進行定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時跟蹤處理。建議增加CPU負荷率監(jiān)控組態(tài)，并加入歷史趨勢，定期查閱曲線，檢查其變化情況。(2)加強對DCS硬件監(jiān)測的巡檢，詳細記錄故障現(xiàn)象，定期檢查報警計數(shù)情況并進行復位，跟蹤分析發(fā)生故障報警點并及時處理。在實際中，如設備發(fā)生故障首要要進行診斷工作，而后再進行維修，這是一項十分嚴謹?shù)墓ぷ?，對于工作人員的要求非常高，工程技術人員在接收到故障報告后，要嚴格落實各項安全措施，做好技術維護工作。如果設備的硬盤或冷卻風扇出現(xiàn)故障要十分注意，因為這會引起操作員站出現(xiàn)死機。導致此類狀況的原因有設備老化或是人為操作，此類問題的解決方法是針對控制邏輯進行修改。(3)加強檢修維護，做好電子元器件的壽命管理，對重要的控制器進行及時檢修更換。(4)均衡分配CPU卡件和控制邏輯，防止超負荷運行，檢查調整控制器邏輯功能塊時序及頁掃描周期，清理多余邏輯及計算塊，清理重復組態(tài)點。

結語

熱工操作人員要根據(jù)電廠裝置運行的實際情況，充分理解DCS系統(tǒng)的構成及邏輯控制，對電廠熱工DCS控制系統(tǒng)進行軟硬件計劃性維護并應用，大大提高DCS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證長周期供電，也為電力企業(yè)的提高了競爭力。同時降低了熱電廠發(fā)電的投入成本，提高了企業(yè)的經濟效益，所以，為了能夠進一步的促進熱電廠電力建設的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)還需要繼續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。