热工控制系统中DCS的应用与管理

林国亮

摘要：经济的快速发展，经济对能源的需求也越来越大。作为可靠清洁能源的电力能源需求更加明显。电厂作为电力能源的重要供应者，热工控制系统越来越受到各界人士的关注，也逐渐向着自动化的方向发展。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技术;电力;效率;运维;

随着我国市场经济的快速发展，电力企业面临着激烈的市场竞争，不断进行各领域的制度改革和技术创新，以增强自身的战斗力，提高管理效率，保障企业的长远发展。目前，电厂热工自动化技术已经利用新型自动化技术取得了巨大发展。主要表现在两个部分，一部分，在机组中占据主要地位的DCS系统使得原有控制结构出现巨大改变，另一部分，随着火电厂运营系统及总线技术的发展，热工自动化控制系统的完善也充满生命力。

一、DCS系统构成

1.数据采集。在DCS系统中，数据采集即计算机监控系统，完成机组运行中各类参数信息在线监测及处理工作之后，以画面形式传递，方便操作人员接收。除此之外，还能够自动报警和打印制表等，使DCS在电厂热工控制系统中的应用更加准确。

2.模拟量控制。在DCS中，模拟量控制系统的作用是控制汽轮发电机组锅炉和汽机，实际操作中，可将其细化为机侧模拟量和炉侧模拟量。炉侧MCS系统中包含机炉协调控制系统和气温调节系统，又涵盖送、引风调节系统、蒸汽温控系统、储水箱水位控制系统等，其采用串级方式对锅炉给水进行全程控制，调节除氧器水位，并依托单回路调节系统对其他方面进行调节。

3.顺序控制。依托热力系统，将机组部分操作程序进行子系统划分，按照规定顺序，科学判断各装置逻辑关系、运行情况等，在该背景下，通过操作指令，对机组各设备进行启动。顺序控制系统既要监控厂房主、辅机，监视参数，还要实施联锁保护。尽管SCS系统相对比较繁杂，但其控制思路简单，应用效果好。

4.数字电液调节。作为电厂热控汽轮发电机组重要构成要素，该系统主要被用来调节汽轮机转速、功率，控制它的前压力，并分别在机组启停、故障状态下，实施控制和保护。

5.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，密切监视各类燃烧系统参数、设备状态等，经过逻辑运算、判断等，使电厂锅炉始终处于安全运行状态，达到良好的热控效果。

二、DCS系统应用

现阶段，在电厂热工控制系统中DCS应用普遍，自动化程度高。在火电机组中使用该系统，能够实时全面监控锅炉炉膛安全，并集中管理该过程中的各类信息。DCS控制系统除了能够使火电机组运行效率得到提升之外，还能够对电厂热工控制系统各类功能进行灵活调整。采用专业方法，对其实施全方位保护，确保电厂热工控制系统始终处于安全有序的运行状态。受技术及工艺制约，我国DCS系统在使用过程中仍然存在诸多问题，需要加大研究力度，不断拓展该系统的控制功能，使其在电厂热工控制系统中始终保持最佳应用状态。

三、DCS关于热工控制系统的应用优点

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系統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。

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.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.实现远程智能I/O

一些生产厂家已研发出远程智能I/O，该系统主要由智能前端、计算机适配器、现场通信总线构成。智能前端的本质为测控装置，主要功能在于测量电热阻，准确性高，除此之外，还能够对AD和DA进行灵活转换。其作为一种独立系统存在;适配器的功能在于对整体网络进行综合管理，确保其协调性，它还能够与主控系统信息进行灵活转换;现场通信总线通过全数字串行通信，全面支持主体、广播式及点对点、点对多点等工作方式。远程智能I/O的优越性在于使DCS系统更加安全，并兼容现场总线。

四、DCS在电厂热工控制系统中的管理维护

1.硬件管理与维护

（1）常规情况下，无论输入模块，还是输出模块故障，都离不开系统的诊断和修复。当发生故障时，会通过模块更换的方法对故障问题进行解决。因普通技术人员对仪表制作核心技术缺乏认识，加之，其自身理论水平有限，很难对内部元件老化造成的热工控制模块故障问题进行准确判定。大多数时候，输入输出模块故障都发生在运行或者调试过程中，模块更换难度大，需要安排专业生产厂家严格执行模块维修工作。（2）诊断或修复现场设备故障时，当某一设备或者组件出现异常情况，工作人员需要在第一时间对故障问题进行排查，深入剖析故障原因，并采取专业方法对其进行科学处理。设备故障的诊断和修复工作非常严谨，专业要求高，工程技术人员完成故障报告接收工作之后，既要严格执行各类安全保障措施，又要对技术维修工作加以兼顾。

2.软件管理与维护

除了备份应用软件之外，还要对应用软件具体变化情况进行严格记录，记录过程一定要严谨、规范;全面系统深入测试软件功能，尤其要严格检测各级别权限;严格规范管理各类软件，根据实际需要，在第一时间更新修改各类软件;部分设备处于运行阶段或者维修状态，需要选择科学的方法，对其进行维护和隔离;操作站运行过程中也会发生一系列故障，该背景下，既要保证操作员监测工作的正常开展和操作站的有序运行，还要兼顾故障排除和维修操作。针对一些排除难度比较大的故障，要依据设备实际运行情况，优选正确的方法对其进行严格排查;当操作员站不能够正常运行时，要及时通过断电的方法，或者对电路控制器进行调节，停止运行;不断完善软件、设备监管制度等，使软件运行更加安全、稳定。选择有效的方法，消除中央处理器、设备电源灯故障问题，缩短故障处理时间。

结语：

综上所述，电能需求的增加，使得电厂运行更加安全稳定，将DCS应用到电厂热工控制系统中，效果极佳。电力工作人员要结合电厂运行要求及实际情况，对DCS构成和应用优势等具备清晰的认识，分别在电厂热工控制系统软硬件维护中加以应用，提高电厂热工控制系统性能及日常运营质量，为人们提供优质供电，实现生产成本控制及效益提升。

参考文献：

[1]杨永春.探索热工控制系统中DCS的应用与管理方法.2019.

[2]彭浩宇.关于电厂热工控制系统中DCS的应用研究.2018.

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