探析DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的應用與管理維護

內蒙古國華準格爾發(fā)電有限責任公司 王 飛

相較于其他系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)在電廠熱工控制的應用中存在顯著優(yōu)勢，而對于DCS系統(tǒng)在電廠熱工控制中的應用與管理維護進行研究分析，能為DCS系統(tǒng)在電廠熱工控制中的應用與管理維護提供依據(jù)，繼而為電廠熱工控制正常運行提供便利。

1 在電廠熱工控制中應用DCS系統(tǒng)的優(yōu)點

將DCS系統(tǒng)應用在電廠熱工控制上，不僅可以有效提高電廠熱工控制系統(tǒng)內發(fā)電機組對于相關數(shù)據(jù)信息的收集和處理，使得電廠在日常運行時得到有力控制、防止出現(xiàn)意外情況，還可以加強對電廠日常運行時的監(jiān)督，幫助相關人員更好地對熱工系統(tǒng)進行操作，從而使得DCS系統(tǒng)被各大電廠應用到熱工控制上。

在機組日常工作時，由于數(shù)量眾多，往往需要多個熱工控制系統(tǒng)進行控制，而且由于各機組在日常運行中經(jīng)常出現(xiàn)延遲、干擾等情況，使得熱工系統(tǒng)在對機組進行控制時變得十分困難，而DCS系統(tǒng)可以有效解決這一問題，通過對數(shù)據(jù)的分析處理將輔助的算法進行簡化，加強了熱工控制系統(tǒng)的控制能力。并且DCS還可以和遠程智能I/0相結合，不僅能夠保證整個熱工控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，還能加強對網(wǎng)絡的管理，從而確保整個熱工控制網(wǎng)絡能夠暢通，并且DCS系統(tǒng)還可以跟通信總線完美兼容。

此外DCS系統(tǒng)還在電廠內的輔助系統(tǒng)上得以應用，讓DCS系統(tǒng)跟輔助系統(tǒng)相結合，可以有效加強輔助系統(tǒng)對整個生產(chǎn)過程的控制，從而提高電廠工作效率，極大降低了電廠中人工成本，從而擴大自身經(jīng)濟效益。同時，由于電廠日常運轉復雜繁瑣、存在的環(huán)節(jié)眾多，使得相關人員對于生產(chǎn)過程的監(jiān)督變得極為麻煩，但通過對DCS系統(tǒng)使用便可有效解決這一問題，降低對相關人員的依賴，可以有效對電廠各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程進行監(jiān)督。

2 電廠熱工控制中對于DCS系統(tǒng)的應用

電廠的熱控自動化系統(tǒng)分為三個主要部分：檢測裝置系統(tǒng)、執(zhí)行設備系統(tǒng)、控制系統(tǒng)[1]。而將DCS應用到電廠熱工系統(tǒng)中可以對整個系統(tǒng)進行監(jiān)督，對信息進行管理，提高運行效率（圖1）。

圖1 DCS控制系統(tǒng)的層次結構圖

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[2]。因此工作人員應給予DCS系統(tǒng)足夠關注，在對整個DCS系統(tǒng)進行現(xiàn)場總布線時需對各個方面展開思考，從而使DCS系統(tǒng)可以科學合理的布線。如：在對DCS系統(tǒng)進行現(xiàn)場總布線時，應根據(jù)設備的架構及通信等因素進行思考，使得DCS系統(tǒng)可有效將各個環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起，從而達到DCS系統(tǒng)能夠和智能設備相結合的目的，并控制搭建局域網(wǎng)絡。

此外，與其他布線技術相比DCS系統(tǒng)需極高的維護成本，且DCS系統(tǒng)的接口難以和其他設備兼容。所以在使用電廠熱工控制系統(tǒng)時，可通過現(xiàn)場總布線技術對DCS系統(tǒng)進行搭建，以達到降低DCS系統(tǒng)維護成本，增加DCS系統(tǒng)的兼容性，繼而實現(xiàn)對現(xiàn)場局部控制系統(tǒng)搭建的目標，使電廠系統(tǒng)在日常工作中能夠平穩(wěn)運行，加強安全性。

電廠熱工系統(tǒng)里面的汽輪機系統(tǒng)與鍋爐系統(tǒng)雖然都是電廠熱工系統(tǒng)的一部分，但這兩個系統(tǒng)與其余熱工系統(tǒng)并沒有關聯(lián)性，不管是汽輪機系統(tǒng)還是鍋爐系統(tǒng)都是一個獨立的熱工系統(tǒng)。因此在將DCS應用到整個熱工系統(tǒng)時，就需專門為汽輪機系統(tǒng)以及鍋爐系統(tǒng)在現(xiàn)場進行布線，從而保證DCS系統(tǒng)可以有效對整個熱工控制系統(tǒng)進行監(jiān)督，并對整個熱工控制系統(tǒng)信息進行處理，從而提高整個熱工控制系統(tǒng)的運行效率，保障熱工控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。同時還要注意在對DCS進行現(xiàn)場布線時，應為汽輪機以及鍋爐這兩個獨立系統(tǒng)留出連接口，保證DCS系統(tǒng)能對這兩個獨立系統(tǒng)進行有效控制。

2.2 高速網(wǎng)絡通信技術

DCS系統(tǒng)的建立離不開互聯(lián)網(wǎng)技術的支持，因此需加強高速網(wǎng)絡通信技術的應用，以提高DCS網(wǎng)絡的質量，讓網(wǎng)絡數(shù)據(jù)能夠更加高效穩(wěn)定的傳輸[3]。而電廠的控制系統(tǒng)在對整個電廠進行控制，由于以太網(wǎng)自身的緣故，導致控制系統(tǒng)存在延時的情況，使得電廠數(shù)據(jù)信息在進行傳輸時經(jīng)常出現(xiàn)各種情況，從而使得DCS在進行數(shù)據(jù)信息傳輸時常出現(xiàn)信息丟失等情況，繼而影響整個電廠的正常運行，并且這種情況會隨著電廠的不斷運行而頻繁發(fā)生，因此如何保證DCS在進行數(shù)據(jù)信息傳輸時的安全便顯得至關重要。目前，對于DCS系統(tǒng)的應用有兩種方法來解決這個問題，一種是根據(jù)以太網(wǎng)，通過對以太網(wǎng)絡進行流量監(jiān)控的方式對電廠的數(shù)據(jù)信息進行相應收集，從而保證DCS在進行數(shù)據(jù)信息傳輸時能夠安全進行。

例如：在對以太網(wǎng)進行流量監(jiān)控時可以使用SNMP技術，并且可以根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)信息進行相應分析，從而使DCS系統(tǒng)可以建議一個科學、合理的流量模型，使得DCS系統(tǒng)能夠對整個以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息有個清楚地了解，或者可以使用SFLOW技術對以太網(wǎng)進行監(jiān)控，同樣可以讓DCS系統(tǒng)在日常運行時掌握熱工系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，從而確保整個熱工系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運行，保證DCS系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)信息傳輸時不會遇到安全問題。

此外，便是通過高速網(wǎng)絡通信技術對整個通信網(wǎng)絡進行改良升級，用新型的時間觸發(fā)器來代替之前通信網(wǎng)絡的觸發(fā)器，從而使DCS系統(tǒng)在日常運行時能夠根據(jù)實際情況定時向電力系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)和信息，保障了整個電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)恼w性及時效性，并且極大減小了電力系統(tǒng)中物理鏈在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中對頻率的占用，從而避免數(shù)據(jù)信息無法及時進行傳輸?shù)那闆r發(fā)生。通過對通信網(wǎng)絡升級可以有效加強DCS系統(tǒng)在日常運轉過程中的運行性能，從而加強了整個熱工系統(tǒng)運行效率，保障電力系統(tǒng)能夠有序進行。

3 電廠熱工控制中對于DCS系統(tǒng)的管理維護

3.1 硬件管理與維護

在DCS系統(tǒng)日常運轉過程中，如果系統(tǒng)內部的輸入模塊及輸出模塊發(fā)生問題后，系統(tǒng)內部的診斷功能便可自動對兩個模塊進行修復，從而保證整個DCS系統(tǒng)能夠正常運行，保證DCS系統(tǒng)能夠對整個熱工控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)督，確保DCS對于數(shù)據(jù)信息的輸出與收集能夠有效進行。但如果DCS系統(tǒng)當中的更換模塊出現(xiàn)了故障，那DCS系統(tǒng)內自帶的診斷功能便無法進行有效修復，這個時候便需要相關人員使用專門設備對更換模塊進行修復，從而保證整個DCS系統(tǒng)能夠正常運轉，也正因為如此，更換模塊是DCS系統(tǒng)應用當中修復最多的地方。

但在日常工作當中，很多電氣設備的操作人員對于設備當中的相關技術并不了解，甚至有的操作人員對于DCS系統(tǒng)的運行原理都不清楚，這也就導致即便DCS系統(tǒng)在運行過程當中出現(xiàn)什么故障，操作人員也無法第一時間發(fā)現(xiàn)，使得無法對DCS系統(tǒng)進行及時修復。又或者即便操作人員發(fā)現(xiàn)了設備出現(xiàn)故障，但因為對設備并不了解，所以無法找到設備出現(xiàn)故障的地方，使得當設備老化而引發(fā)故障發(fā)生時，操作人員無法進行有效排查，嚴重影響了故障維修的效率和質量。另外，DCS系統(tǒng)在進行調試時，當中輸入模塊以及輸出模塊會經(jīng)常產(chǎn)生問題，這導致電廠無法直接對系統(tǒng)內的模塊進行更換，只能讓設備的生產(chǎn)廠家來對這兩個模塊進行更換，從而保證DCS系統(tǒng)能夠正常運轉。

此外，如果DCS系統(tǒng)在日常運轉當中出現(xiàn)什么問題，相關人員要立馬對DCS系統(tǒng)內部設備進行檢查，找出引起故障的源頭，同時還要對產(chǎn)生故障的原因進行研究分析，并及時對出現(xiàn)故障的設備進行修復，防止造成別的設備損壞，從而保證DCS系統(tǒng)能夠順利運轉。同時相關人員要根據(jù)設備故障的實際情況，依據(jù)操作流程對設備進行修復，使得相關人員在設備修復過程中不會出現(xiàn)安全問題。并且在設備硬件出現(xiàn)故障時，需要相關人員嚴格按照操作流程進行操作，先對故障的源頭進行診斷，再根據(jù)實際診斷結果對設備硬件維修。

維修人員在拿到診斷分析后，必須根據(jù)相關標準對設備進行技術修復，同時，技術人員應該加強對DCS系統(tǒng)硬盤以及冷卻風扇故障重視，防止因為硬盤故障或者冷卻風扇故障使得電廠操作站出現(xiàn)死機情況，從而嚴重阻礙了電廠日常運行，并且DCS系統(tǒng)的硬盤以及冷卻風扇出現(xiàn)故障時，一般情況下都是因為設備老化，或者誤操作導致的，所以應該改變控制方式從而避免這些事情發(fā)生。

如：當DCS系統(tǒng)在正常運轉過程中出現(xiàn)操作站死機的情況，維修人員應該立刻對DCS系統(tǒng)當中的硬盤以及冷卻風扇進行檢查，判斷其是否出現(xiàn)設備老化情況，若是發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)老化，應該第一時間對老化設備進行更換，以保證DCS系統(tǒng)能夠正常運行。若是設備沒有出現(xiàn)老化情況，這時維修人員便需要檢查相關人員的操作流程，排查是否是因為誤操作情況造成的操作站死機。

3.2 軟件管理與維護

維修人員在對DCS系統(tǒng)的軟件進行管理維護時，相關人員要及時對應用軟件進行備份，嚴格記錄應用軟件所有的變化情況，并且做到記錄的規(guī)范性[4]，從而確保相關人員所記錄的數(shù)據(jù)信息準確無誤。并且在對DCS系統(tǒng)軟件進行管理與維護時，維修人員應當對軟件的各種功能進行檢測，以保證各軟件功能能夠正常運行，同時維修人員還應該對DCS系統(tǒng)當中各種權限進行檢測，確保各種權限沒有出現(xiàn)問題。

在日常運轉時，相關人員要對DCS系統(tǒng)內各種軟件進行維護管理，以保證軟件不會出現(xiàn)損壞，并且相關人員要結合電廠運轉的實際情況對DCS系統(tǒng)內的軟件進行更換，從而保障DCS系統(tǒng)能夠正常運行。此外，在維修人員對設備進行日常檢修時，需要做好安全措施，防止在檢修過程中出現(xiàn)什么意外情況，危害維修人員人身安全。

電廠操作站如果長時間進行工作，便會容易引起各種故障發(fā)生，這時候維修人員要立刻對操作站進行排查，從而找到故障的根源，并根據(jù)相應的操作流程對故障進行維修，從而保證操作站能夠正常運行，對電廠的監(jiān)測工作繼續(xù)進行。不僅如此，軟件在日常運轉時很有可能會出現(xiàn)一些難以解決的故障問題，因此這就要求相關人員要對設備有個清晰的認識，知道設備各部件功能，只有這樣相關人員才可以在設備出現(xiàn)故障時，采取科學的手段對設備進行檢查。從而保證DCS系統(tǒng)能夠正常運行。

例如：當電廠日常運行過程中，操作站出現(xiàn)故障導致出現(xiàn)無法操作的情況時，操作人員應該立刻對整個操作站進行斷電、防止出現(xiàn)意外情況，隨后要讓維修人員對整個操作站進行全面檢查，找出產(chǎn)生故障的源頭，然后根據(jù)設備故障的實際情況對設備進行相應維修，從而確保DCS系統(tǒng)內軟件能夠平穩(wěn)運轉。并且，為了保障DCS系統(tǒng)能夠正常運行、減少DCS內軟件發(fā)生故障的情況，需要電廠要建立一個完整的設備監(jiān)督機制，確保對整個DCS系統(tǒng)進行實時監(jiān)督，防止各種意外情況發(fā)生，從而有效提高軟件管理與維護的效率。同時，對于一些無法檢查出來的故障，相關人員便要通過對設備運轉狀態(tài)進行研究分析，從而使用科學、合理的手段來對軟件當中存在的故障進行排查。

綜上，要想了解DCS系統(tǒng)在電廠熱工控制中的應用與管理維修，還要綜合了解DCS系統(tǒng)自身優(yōu)勢，從而進行有利方案選擇。在此基礎上，才能了解DCS系統(tǒng)在電廠熱工控制中的應用與管理維修，從而提高電廠生產(chǎn)效率。