火电厂主辅系统DCS一体化控制改造分析

火电厂主辅系统DCS一体化控制改造分析

赵昊

国能阳宗海发电有限公司维护部  652103

摘 要：近年来，随着社会的高速发展，各个企业对电力项目的需求也在不断增加，越来越多的用户受益于火力发电。因此，本文就火电厂主、辅控制系统 DCS一体化进行阐述，并结合目前 DCS系统的实际情况，给出具体的实现策略和建议。火电厂主、辅控制系统 DCS一体化是火电厂实现全自动化系统应用的必然趋势，也是提高电厂整体监控水平和提高企业综合竞争能力的必然选择。

关键词：火电厂；主辅系统DCS一体化；控制改造分析

前言：火电厂集成了电力工程与机电一体化的综合控制技术，随着信息技术的迅速发展，火电厂主辅系统DCS一体化控制利用效率越来越高，并且使得火电厂的核心装置操作水平，以及经济效益显著提高。

1 DCS相关概述

DCS是一种分布式控制系统，对于集中式控制系统而言，是一种新型计算机控制系统。分散型控制系统推动了大规模集成电路技术取得了巨大的进步，而在火电厂中，也发生了革命性的变革。同时也引进了分布式控制系统技术。并且经过我国的不断的研究，以及各个行业的市场需要和对产品的市场定位，很多企业都了解了分布式控制系统技术，并运用在监控系统中[1]。

2 DCS系统在火电厂应用的必要性

DCS系统（分散控制系统）是现代化电力工业的一个重要的控制系统，也是现代化火电厂不可或缺的一部分。通过集成化的自动化管理，DCS系统能够在火电厂的集中监控、分散控制方面带来巨大的优势。工艺系统的纳入DCS一体化能够有效地提高火电厂的自动化水平。DCS系统在大规模生产的电力工业中必不可少，将工艺系统与DCS系统相结合，可以更好地实现各种生产工艺的机器化和自动化控制。DCS系统带来的数据统一、集中监控、分散控制不仅可以大大提高生产效率，还可以实现快速响应和准确的控制。DCS系统能够收集、处理、传输和保存各种相关数据，从而有效地优化生产流程和操作控制。集中控制和运行人员大集控也是DCS系统的一大优势。生产过程中，DCS系统能够对各种设备、测量仪表等进行多点控制和集中管理，同时通过大数据的分析和处理，为运维人员提供实时的监测和报警机制，以便于及时地响应和处理各种故障。DCS系统的应用还可以减少维护人员的工作量和维护成本。通过DCS系统集中控制和自动化运行，原本需要众多的维护人员手动操作的部门也将得到优化，维护人力和资金成本也将相应地减少。DCS系统是火电厂现代化必不可少的一部分。DCS系统能够提高火电厂的自动化和智能化水平，大规模生产过程中的生产过程控制、数据处理、设备管理、维护保养等方面都有着非常明显的优点，是火电厂可持续发展的有利工具。

3主辅控制系统DCS一体化的优势

3.1更好的实现全厂管控一体化

主辅控制系统采用一体化DCS系统，实现了整个工厂控制系统的联网控制，实现了对主控室的优化，提高了控制水平；同时，统一的控制系统，使得整个工厂的自动化技术控制体系结构清晰，功能明确，整个工厂的自动化水平得到了进一步的提升。选择DCS一体化，统一了逻辑组态,画面组态环境,人机界面的针对性强，极大地改善了逻辑配置程序和运行的实际操作，对运行、检修、维护、提高工作效率、提升企业的管理和维护水平，塑造全能型检修工的运行管理机制，更加好的完成全厂监管一体化。

3.2 DCS的网络通讯功能及可靠性优于PLC

PLC控制器选择了主从式通信协定，所有的网络都必须设置一个通信管理主站来全权处理对整个网络的控制面板进行逐项的查看，获取即时的动态和数据。假如通信管理主站出现错误，整个的系统通信就会终止。因此， PLC的网络结构复杂、稳定性低、传输时的响应迟缓、开放性差。而DCS系统的产生和发展与现代的电子电脑技术有着密切的关系，它具有强大的网络通讯功能。DCS一般采用的是广播和点对点相结合的网络通信协议。所有通过 DCS网络的站点，都会将自己的数据和配置信息通过数据发送给网络，方便用户随时获取。DCS系统不需要网络服务器，也不使用通信管理站。同时， DCS可以为用户提供各种标准的网络接口，可以连接到许多第三方的信息系统。因此， DCS在网络通信专业能力、稳定性和系统开放度上优于 PLC[2]。

4火电厂DCS控制系统一体化研究与应用

4.1基建阶段

火电厂如烟尘、废水治理、水处理等不再设置固定的辅助操作员站和调整站，全部由一体化DCS系统，进行全过程统一调控，并能实现对火电厂任何一台发电机组和其他火电厂（系统）的监控及使用，有利于试运行总指挥部对全厂调控相关工作的统—管理与调控进度把握，能科学安排调试工作。针对调整过程中出现的问题，可以在相同运行情况下，对各种机组或者系统进行综合的数据分析，并从一个发展的方向里对各重要参数进行分析，并且能够提升分析的效率。如果没有一体化 DCS结构，就必须不同的操作人员，在不同的控制网络上对各种主要的指标的趋势对比，从而影响分析的精确度和工作效率。

4.2加大培训力度，提高运维管理水平

以我国现有的火电厂来说， DCS一体化的主辅协同运行方式对管理能力与运行员工素质要求很高。由于监控设备种类繁多，特别是辅助车间的工艺系统差异较大，同时，主控人员一般都不熟悉辅助车间的系统，而辅助车间的运行人员往往对主控操作并不熟练，这对于运维管理来说是一个很大的挑战。DCS系统要想完全实现主辅 DCS一体化控制，必须在全能值班员的技能培训上下功夫。因此，要加强对运维管理的训练，要把运维管理人员提前介入到工程中，主动地参加工程建设，同时，要建立一种目标明确、全方位的培训和管理模式，提高操作人员和维修人员的技术水平和管理水平。

4.3关于时钟方面的设置应用

对于 DCS系统，在硬件的构造上，不同类型的微处理机都有相应的工作。单个的微处理只能在一个独立的操作下进行。在时钟层次上，每个硬件都是不同的，因此 DCS系统的时钟设置方面必须一致，避免时钟冲突，改善 DCS系统的性能。一般在时钟配置上，电厂会配置主时钟，需要时钟信号的DCS系统、电气故障录波的系统，统一从主时钟扩展口上获取时钟信息，保证时钟一致。同时在DCS系统设计上，会根据不同系统和设备的重要性，对各个控制器设置不同的扫描和控制周期，优先满足MFT、ETS、DEH等主保护控制器的优先动作，实现高质量的协调控制[3]。以某火电厂改造为例,原有的脱硫（原为独立控制孤岛，单设脱硫集控室）、输灰（原为PLC系统，单独集控室）系统单独布置，与主机分属不同控制系统，集控室分离，控制系统多样，不同数据无法融合等。改造为主辅DCS一体化控制后，所有主辅控系统设备统一纳入DCS，一种类型的操作员站界面，即可实现所有系统的融合、展示实现了集控室合并、人员集中，充分体现了分散控制系统“控制分散、集中监控”的内涵。

结论：目前，DCS系统一体化在火电厂中的运用已经得到了很好的发展，众多新建机组都趋向于主辅系统DCS一体化。在设计阶段统筹考虑主辅系统一体化工程设计，是实现辅系统DCS一体化控制的先决条件。在全能值班员的技能培训上下功夫，真正意义上实现全能值班，才能将主辅系统DCS一体化控制的意义和优点最大化体现。相信经过不断的总结、开发和应用，结合信息技术的进步，火电厂主辅系统DCS一体化控制系统将会得到更迅速的发展和完善，从而保证火电厂的安全高效运行，提高火电厂一体化控制水平，助力智慧电厂建设。

参考文献

[1]庞建涛.火电厂DCS控制系统一体化研究与应用[J].电子乐园,2020(11):284-284.

[2]张瑞明.基于DCS的某火电厂主变压器冷却器控制系统可行性分析[J].东北电力技术,2021,42(8):30-32.

[3]黄研.火电厂DCS系统调试常见问题及解决对策分析[J].中国科技纵横,2020,000(008):153-154.