电厂热工控制系统中DCS的应用研究

电厂热工控制系统中 DCS的应用研究

王丹丹

内蒙古能源发电新丰热电有限公司 内蒙古乌兰察布市丰镇市 012100

摘 要：在我国市场经济发展中，电力行业占据非常重要的地位，高科技不但能够推动电力行业热工控制系统的发展，而且还可以有效提高企业的电力质量和工作效率，提高企业的经济收益。在当今阶段，电厂的热工控制系统已经深入应用了DCS控制系统，该系统不但使电厂的运行效率大大提高，而且还促进了我国电力事业的快速发展。所以，对电厂的热工控制系统中应用DCS进行研究，具有非常重要的现实意义。

　　关键词：DCS;电厂;热工控制系统;应用;管理维护

　　1 DCS系统概述及构成

　　1.1DCS系统概述

　　DCS作为非常重要的控制系统，最突出的特点就是集散性，相比较其他的几种控制来说，有非常大的差异性，属于新的一种控制系统。主要涉及到的系统有两种，分别是：计算机控制系统以及显示系统，应用DCS控制系统，基于微型计算机的局域网，无论是时效性还是安全性都能够得到保障，可以实时进行监控[1]。

　1.2 DCS系统构成

　1.2.1 数据采集

　在DCS系统中，数据采集工作内容主要有以下两个方面，一是借助计算机监控系统，监测、报告并处理机组运行中各类参数信息，并生成相关图片，交与相关工作人员。第二是打印制表和自动报警功能的叠加使得数据采集工作流程的精准性和预见性得以彰显，进一步优化了DCS在电厂热工控制系统中的核心控制力。

　1.2.2 顺序控制

　顺序控制系统具有一定的联结性和全互动性，其既要实施对于厂房主、辅机的监控，监视参数，还要实施联锁保护。顺序控制以热力系统为主要依托，将机组部分操作程序进行子系统划分，按照指定顺序，在对其各装置逻辑关系、运行情况等进行科学合理的判断的情况下，通过具体操作指令，对机组各设备进行启停工作。

　1.2.3 数字电液调节

　数字电液调节的主要工作内容为调节汽轮机的转速以及功率，进一步实现机器前压力的合理掌控，且在机组发生故障的状态下，进行及时有效的控制和保护。数字电液调节作为电厂热控汽轮发电机组的重要构成部分，在实际的操作运用中发挥了至关重要的关键性作用。

　1.2.4 锅炉炉膛安全监控

　锅炉炉膛安全监控，别名燃烧管理系统，当锅炉处于正常运作和启停状态时，锅炉炉膛安全监控可以为内部燃烧系统参数、设备状态以及故障问题进行一定的预判防护等处理，并且可以经过逻辑判断与运算等，维持电厂锅炉的恒一安全性和稳定性，提供科学的安全保障工作，并达到有效的热控效果[2]。

　　2电厂热工控制系统中应用DCS的重要作用

　　2.1兼容性非常强

　　电厂机组在运行的过程中，需要控制的对象比较多，不同的对象也存在很大差异，涉及到的控制参数和干扰源也不同，会相互产生影响，这对设计电厂自动控制系统存在很大的困难。实际在开展设计的时候，就需要对各方面的因素充分考虑，DCS系统最大的优势，就是能够对不同方式的控制算法进行简化，保证电厂机组的自动控制水平比较高，而且还可以强化系统的兼容性。

　　2.2远程智能I/0

　　随着科学技术的进步，现在我国已经有很多厂家研发出了远程智能I/0，这一系统主要的构成部分有现场通信总线、计算机适配器以及智能前段。智能前端的作用就是对电热阻进行准确测量，具有非常高的准确性。另外，还可以灵活转换AD和DA。适配器主要作用就是综合管理网络，使其协调性得到保障，还可以灵活转换主控系统的信息。而现场通信总线的工作方式主要有点对多点、点对点。广播室等方式，有效保住了DCS系统安全。

　　2.3实施全程监控

设计电厂工程非常复杂，涉及到的内容和影响因素也比较多，基于这一情况，对很多后备监控设备就没有进行设计，只是有一些停机开关。而随着CRT监控技术和DCS大屏幕显示技术的深入应用，使人机界面更加简单明了，需要的监控人员也比较少，总体来说提高了电厂的经济效益[3]。

3 DCS关于热工控制系统的应用

目前，DCS在电厂热工控制系统中有非常深入的应用，具有非常高的自动化程度。在火电机组中使用DCS系统，可以对锅炉炉膛的安全实施进行监控，对整个过程中信息集中管理。DCS控制系统不但可以提高机组的运行效率，而且还能够灵活调整系统的各个功能。通过专业的方法，实施更加全面的保护，使电厂的热工控制系统的运行安全得到最大程度的保障。但是，由于受到工艺和技术方面的限制，我国在应用DCS系统的时候，还存在一些缺陷，这就需要相关工作者，对其不断进行研究，使系统的控制功能不断拓展，让其作用得到更大程度的发挥。

3.1 高度且稳固的兼容性

处于工作运行状态下的电厂机组，具有一定的复杂性和难以预测性，牵一发而动全身，需要对多方面的因素进行综合考量。在这一过程中，控制对象庞杂琐碎，且涉及诸多干扰源、控制参数等，由于其呈现非线性特点，并在相互影响的过程中运行，这大大增加了电厂自动控制系统的设计难度。DCS系统的优化配置与合理应用，则充分简化了各类高级控制算法，在确保电厂机组具备较高程度的自动控制水平前提下，进一步强化了系统的兼容性。

　3.2 促进DCS辅机控制

　在DCS于电厂生产运营的实际应用中，其适用于大机组及各辅助系统等多元化的应用领域，并有效实现了各类操作的集中有效控制。在这一过程中，除了依托多种技术方案实现辅机系统和主机DCS的连接外，还能实现与MIS系统的连接，如此一来，不但实现了人工成本的有效缩减，且有利于进一步提高工作质量和效率，奠定该管理系统前沿高端的行业技术水平。

　3.3 优化全程监控

　由于电厂工程设计工作量大、建设周期长且过程复杂，涉及庞杂广泛的利益因素，在这样的操作背景下，大多企业采取对多数后备监控设备进行关闭的措施以降低相关风险和成本，仅保留少量停机开关。随着信息化时代的深入发展，全CRT监控技术已经在各电厂逐渐得到了普及，除此之外，DCS大屏幕显示技术应用也渐趋广泛，而DCS大屏幕显示技术作为新型显示技术，显著优点在于其在优化人机界面的同时，无需过多监控人员，实现人工成本的合理控制，这对于稳固电厂的基础运营、把控企业的经济效益以及提升企业的核心竞争力有着重要作用。

　　4 电厂热工控制系统中DCS的管理维护

　　4.1硬件管理与维护

　　一般来说，无论是输出模块还是输入模块出现故障，都必须要对系统进行修复。如果出现故障的情况，就需要更换模块解决问题。由于很多人员没有正确认识仪表制作技术，自身的水平也不高，对内部元件老化导致的热工控制模块故障问题无法准确进行判断，需要专业的人员进行模块的维修。这就需要定期培训技术人员，在发生设备故障的时候，对故障进行深入剖析检查，通过分析、与厂家专家进行沟通的方式，了解发生故障的原因及处理方法，不断提高自身的技术水平。

　　4.2软件管理与维护

　　除了对应用软件进行备份外，还需要全面仔细的记录应用软件的变化，对软件功能进行全面深入的测试，特别是对各级别权限要严格进行检测。对各类软件要进行规范管理，对软件要及时进行更新。设备在处于维修状态的时候，要进行隔离和维护。如果故障排除的难度比较大，需要按照设备的运行现状，选择最为合适的方式进行排查。如果操作员站无法正常运行的时候，要及时断电或是调节电路控制器，停止运行。还需要对设备、软件的监管制度不断进行完善，确保软件的运行安全。

　　5结语

　　总而言之，DCS除了能够有效确保火电机组的稳定运行之外，兼容性方面也非常强，还能够更加完美的融合辅机。DCS控制系统不但降低生产成本，提高了电力企业的社会效益和经济效益，而且还能够有效保障人们的用电安全。电力企业还需要不断深层次多角度的研究DCS控制系统，确保我国的经济可持续发展顺利进行。

　　参考文献：

　　[1]刘火军.DCS在火电厂控制系统中的应用现状及展望[J].科技信息，2013（22）.

　　[2]彭晗.关于电厂热工控制系统中DCS的应用研究[J].低碳世界，2017（35）.

　　[3]薛文栋.电厂热工控制系统中DCS的应用探析[J].科技创新与应用，2012（34）.