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

严文超

山东电力建设第三工程有限公司         山东   青岛   266100

摘要：工厂担负着巨大的工作责任，在日常的工作流程中，整个系统所涉及的设备设施相当多，一旦控制器的可靠性不好，就不能对整个工业体系中的所有要素进行实时的管理，事故时有发生也会导致工厂承担了很大的风险。在当前的科技经济环境下，电站热工系统中主要使用的是DCS，进行的是集散管理，具备良好的实用性和便捷性，能够为电厂的生产管理带来更加安全的保证。

关键词：电厂；热工控制；DCS

近年来，随着新科学技术的提高使得所有工厂的生产设备都有所改善，同时新型科学技术的运用也使工业控制系统的可靠性、安全性变得更高，特别是通过DCS技术在工业管理系统上的运用，可以更新地的实现对此技术良好的兼容性、控制性，进而实现工业自动控制的目的，给工厂企业带来了更高的企业利润和效益。

1DCS系统阐述

DCS是集散型控制系统，相对于以往的系统结构，DCS控制系统也是一种控制系统，主要利用计算机对驾驭的技术控制系统中的设备运行环境进行管理，同时也可以对锅炉、发电等工业用电系统中的设备状态进行控制，并通过收集技术控制系统的数据信息实现协调控制功能。从网络的构造上看，DCS网络主要由操作员网站、控制系统网络、工程师网站以及现场控制站等组成，不同网站的性质和功能也存在一些差异。在进行系统工作时，发电厂生产的数据传输和信息交换通常应在微机系统所在的局域网系统上进行，不受其他因素的干扰。在数据传输过程中，相关人员还可以根据具体的操作要求对数据传输进行传输和控制。由于DCS系统具有稳定性好、时效性强的特点，不仅可以实现对电厂生产活动的实时监控，还可以发现整个过程控制中存在的问题，大大提高了电厂热力系统的整体运行效率水平。以目前发电厂和消防控制系统DCS控制系统的实际运行情况来看，运行效率确实必须提高，可扩展性也较差，但两者之间的稳定性也不高。此外，一些专家还注意到，尽管数据通信速度与实时消防控制速度之间的关系相当密切，但以目前DCS系统的实际运行情况来看，由于数据通信系统中信息的准确性与传输速度不匹配，因此在大型或超大型火力发电厂，仍然需要借助DCS系统提高数据准确度。由此可见，尽管DCS具备高技术特点，但将其应用其他技术时，仍然面临更多挑战。

2电厂热工控制现状

从自动化系统的角度来看，目前中国电厂的热控制主要有两种方式：第一种是自己编写DCS程序。尽管热控制中使用的DCS软件是由专业编程人员编写的，但由于编程人员在启动和编程控制系统时的技术优势和广泛的状态，无需改进，这也导致了热控制运行中存在潜在的安全风险。机组控制软件。目前，由于热控制系统中使用的软件系统比较完整，控制数据正确，仪器设备能够安全可靠地运行。然而，就其质量和性能而言，用于热控制系统的DCS软件系统主要是进口产品，而国产软件应用较少。

3电厂热工控制系统中DCS的具体应用

3.1DCS在热工控制系统中的作用

当前，许多火电厂都已实现了智能化的管理和控制，其使用的主要软件系统是智能化管理系统，该系统应用于机组热作的智能化管理，可以对锅炉运转状态进行实时控制，并且还能够集中处理各种数量信号，以便合理控制开关数和模拟量。在热工系统中采用DCS系统，不烦但能够提高系统的总体工作效能，而且能够有效维护和调整热工系统，进而使系统能够安全、平稳的工作。不过由于DCS系统的总体设计上仍面临着更多困难，所以期望在未来系统设施能够能够比较合理，从而在电厂的热工系统中充分发挥其最大功能。

3.2硬件管理和维护

一般情形下，在设备生产过程中，设备可能出现的系统输出模块问题能够利用设备本身具有的检修能力完成。在发生问题情况下，仅需更换故障单元即可完成对问题的有效解决。不过就一般检修流程而言，由于一般人员不了解更多的仪器测试相关知识，导致热工系统在工作中不能准确进行故障诊断，例如：受系统内部模块老化等情况而发生热工系统失效。在常规工作情况下，系统的输出模块一般是在设备工作过程中或者测试过程发生失效。这时必须由仪器制造商负责修复和处理系统模块。此外，在对现场装置故障进行检查、维修之后，如果是已发生装置的部分故障，也应及时排除其故障点，并根据故障报告书在一般安全条件下开展装置修复工作。

3.3现场总布线技术

对DCS系统而言，因为现场的总布线方式在控制系统工作中起着关键的作用，所以在具体应用中要注意这一问题。在实施现场的总布线过程中，就需要从系统主结构、数字通讯功能等这几个角度入手，就这样建立起在系统的数据链接层之间和从系统内部传输至应用层之间的一个完整的连接网络。在经过这几个处理后，它可以有效地将系统与现场的智能系统连接起来，还可以建立一个用于本地控制的综合通信系统。由于与传统的现场通用接线相比，DCS系统接口的维护成本高，可靠性差，在将DCS技术应用于电厂热力系统之前，需要在现场应用大量的通用接线方法，从而实现整个本地系统的优化设计，使整个热力系统的工作环境更加稳定和安全。据研究，发电厂的大多数供热系统、锅炉、汽轮机和供热系统中的其他系统都处于一个控制阶段。而在此系统条件下，要使原有热工系统升级成单一的DCS系统，在技术升级中就必须严格地按照国际标准总线技术的设置，以便于将DCS系统渗透到已有的热工系统当中。而且为完成此操作步骤，还必须同时在现场接线中设置了锅炉控制系统接口和汽轮机控制系统接口，这样提高了DCS系统的控制质量，也使DCS控制系统更加符合其通用性要求。

3.4实现辅岗控制

现如今，人们早已将DCS产品用于到机械设备生产中。与一般主机控制系统中的高温锅炉尾部、汽轮机控制系统等设备不同，在辅助控制系统中既能够对脱磺碱基清灰、化学用水处理等工作情况实现集中控制，同时又能够采取较多的技术方法，最简便的方式便是直接将辅岗控制系统与DCS系列主机连接起来，并采用集中化技术方法进行联合控制。另外，还可以在工作情况较为集中时，就把辅岗控制系统与MIS、DCS主机等连接起来，以实现提高工作效率减员，同时提高了系统人员的技能。

3.5其他技术措施

第一，积极开发数据挖掘技术。数据挖掘技术开发可以认为是目前DCS技术的重要发展，并可以显著提高技术使用效益。对电厂而言，由于电力需求量的增加，热工系统就必须承担更大的运行压力，于是通过将DCS信息技术运用于热工系统中，DCS系统就需要从众多信息中甄选出更有价值的数据资料。而通过借助数据挖掘方法的应用，操作者可通过搜索关键字的形式对历史数据的信息进行过滤，并可以此方法迅速找出自己的所需要信息，从而提高了电厂的管理效能，同时提高了风险辨识水平。

第二，人机交互技术。把DCS应用于发电厂热工系统时，所需要的人机交互技术必须要达到很好的控制效果。在DCS控制系统中还装有组态软件，通过该软件可以直接对操作员进行人机界面，从而可以实现基本人机交互的能力。随着科技发展的迅速提高，可以相信在DCS控制系统中的基本人机交互功能将更加完备，从而提高了电场和热作控制的能力。

4结束语

综上所述，将DCS运用于电厂热工控制可以显著提高控制产品质量和工作效率，但DCS控制系统在实际工作中面临若干困难，必须借助其他信息技术以克服上述困难，从而使之在工厂的管理中发挥最大作用。

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