DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护

DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护

黄美元

杭州和利时自动化有限公司 浙江 杭州 310000

摘要：火力发电是我国当前主要的供电方式，在可持续发展战略提出的大背景下，对于火电厂的运行及节能也提出了更高的要求。应用热工自动化DCS控制系统可以有效提升火电厂的运行效率，对于其运行安全性和稳定性也发挥着重要作用。鉴于此，文章对电厂热工自动化DCS控制系统的应用及维护管理策略进行了研究，以供参考。

关键词：热工自动化；DCS控制系统；管理维护

1、DCS概述

DCS又名集散控制系统，它的组成部分有计算机、通信、控制等，是一种新型的控制系统，相较于传统的系统具有智能性的特征，比传统系统更具优势，尤其是建设在通信设备上，使其安全性和工作效率都有着较大的提升。当前DCS系统在电厂的热工控制系统中已有广泛应用，这项系统对于电厂运行的安全性十分有利，能够智能化管理电厂热工控制系统，从而提高电力企业的经济收益，促进企业的持续性发展。但因DCS技术在热工控制系统的应用处于初步阶段，导致其在运行中会出现一定的问题，对电厂的运行造成了一定的影响，所以对DCS系统的管理维护也是一项重要的工作。

2电厂热工自动化DCS控制系统的应用

2.1热工自动化DCS控制系统设计

DCS的全称为分布式控制系统或是集散控制系统，火电厂应用DCS系统可以有效实现热工自动化控制。在整套系统的设计与运行方面，对于子系统功能的设计是十分重要的，其影响着系统的整体运行效果。火电厂的热工自动化DCS控制系统包括五个子系统。

2.1.1、DAS系统

DAS即数据采集系统，其是DCS系统中最为重要的子系统之一，DAS系统的功能是在线检测热工机组的运行情况，并根据相关数据生成一定的参数，通过对参数的计算与处理，将其以图画形式呈现出来，以便于操作人员对热工系统的运行情况进行实时观察。DAS系统还兼具了自动报警的功能，同时，其也对还能计算火电机组的性能指标，以此可使热工系统操作的准确性得到有效提升。

2.1.2、MCS系统

MCS系统主要是对火电厂锅炉及汽轮机组的相关变量进行控制，例如对其运行过程中的水、风以及运行负荷等进行控制和调节，以保证机组的运行状态能够保持最佳。MCS系统实质上就是模拟量控制系统，其根据控制对象将自身分为锅炉侧和汽轮机侧两部分。其在锅炉侧发挥的功能主要表现在对锅炉的协调控制、蒸汽温度控制、水箱的水位控制和引风控制等。其在汽轮机侧的功能表现为对给水系统的调节和除氧器水位的调节。

2.1.3、SCS系统

该系统可依据相应的原则与顺序对设备的运行进行逻辑判断，然后对判断结果进行分析，并发出相应的控制指令，从而使机组中的相关设备可以按照预先设定的顺序启动运行，以实现对机组的控制。SCS系统主要对电厂内的主、辅机进行控制，可对其进行自动开关机控制和运行参数监测。因该子系统采用的是分层设计，在控制方面加入了优先级运算技术，所以能在较短的时间内，完成顺序控制。

2.1.4、DEH系统

DEH系统的主要功能是对汽轮机组的功率、转速、压力等参数进行控制，其是保证汽轮机组稳定运行的关键，如果汽轮机组在运行时出现了故障问题，DEH系统也通过相应控制保护机组中的关键设备，将设备故障引发的损失降到最低。

2.1.5、FSSS系统

FSSS系统的主要功能是监控电厂锅炉炉膛内的运行情况，并对相关数据进行判断，如果炉膛的运行与正常值出现差异，该系统会发出动作指令，并结合相应的顺序控制来操控燃烧系统中的设备。此外。该系统还能对设备的潜在故障进行预测，以保证锅炉的稳定运行。

2.2热工自动化DCS控制系统的应用

2.2.1具备较强的兼容性

电厂机组在运行状态下，同时运行的设备较多，这也会产生较多的干扰源和控制参数，这些干扰源和控制参数呈非线性分布的特点，其互相之间存在一定的影响，这也增加了电厂自动化设计工作的难度，所以，需要多各个影响因素进行全面考虑。DCS控制系统可以有效提升机组的自动化控制水平，对高级控制算法进行简化，同时提升系统的兼容性。

2.2.2实现远程智能I/O

远程智能I/O是一个独立的系统，主要由由智能前端、计算机适配器、现场通信总线构成。智能前端即测控装置，其主要的对电热阻进行测量，并具有较高的准确性，同时，远程智能I/O还能实现AD和DA的灵活转换。通过适配器可以实现对网络的综合管理，以保证其协调性，该系统还可以实现主动系统信息的转换；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可以使DCS系统的稳定性和兼容性更强，促进系统整体安全性。

2.2.3促进DCS辅机控制

在火电厂的运行中应用DCS控制系统，可以实现对全体进组及辅助系统的集中控制。该过程中，除了依托多种技术方案连接辅机系统和主机DCS之外，还能够链接MIS和主机DCS，从而有效提升系统工作效率并降低人工成本，确保该管理系统具备较高工艺技术水平。

2.2.4实施全程监控

部分电厂在进行系统设计时，为了降低设计难度，往往将一些后背监控设备取消，仅对少量的停机开关进行保留。就当前发展形势来看，我国大部分电厂中已经应用了全CRT监控技术和DCS大屏幕显示技术。应用这两种技术可以有效优化人机界面，减少监控工作人员数量，降低人工成本，在保证电厂安全稳定运行的同时，提升其经济效益。

3、DCS在电厂热工控制系统中的管理维护

3.1硬件的维护工作

在正常情况下，输入模块和输出模块如果出现故障，都可以通过系统自带的诊断功能来进行修复的，应用最多的修复手段就是更换模块。但是在一般情况下，设备的操作人员并不是非常了解仪表制造中的相关技术，同时如果无法理解设备系统的工作原理，就很难发现问题的根源，因此很多由于设备老化所造成的故障也就无法排查。输入模块和输出模块的故障最经常出现在调试和运行过程中，因此很难直接进行更换，大多是由设备生产系统的生产厂家来完成更换工作的。对于现场设备的故障修复工作而言，工作人员如果发现设备在运行中出现了异常，要及时进行排查，找到故障的原因，之后进行处理，避免扩大故障。工程技术人员要根据接收到的故障报告，在做好安全保证措施的前提下开展技术维修工作。造成操作站死机现象的原因有很多，象硬盘以及冷却风扇等出现故障。除此以外，人为操作也会造成操作站死机，一旦出现这种状况，就需要修改控制逻辑，并且要更新下载软件。

3.2软件管理与维护

一是及时对应用软件进行备份，严格记录应用软件所有的变化情况，并做到记录的规范性。二是需要对软件的功能进行严格测试，特别是每个级别的权限在测试过程中更要进行严格地检测。三是对软件进行规范化管理，对软件进行及时更新和修改。四是对于操作站运行过程中存在的故障，则需要在确保操作员正常监测和操作站正常运行的基础上，进行故障排除和维修操作，对于无法排除的故障，则需要根据设备运行的状态，采取切实可行的方法来对故障进行排查。

4 结语

综上所述，DCS在电厂热工控制系统中的应用能提升电厂运行的稳定性，提高电厂的效益。电厂工作人员要根据电厂的实际情况，充分理解DCS的构成，对电厂热工控制系统进行软硬件维护并应用，为人们提高能够更好地供电，也提高电力企业的竞争力。

参考文献：

1. 陈怀波.在电厂热工控制系统中DCS的应用与管理维护[J].科技风,2019,15.

[2]高扬.论DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].中外企业家,2016,3.