熱工控制系統中DCS的應用與管理

林國亮

摘要：經濟的快速發展，經濟對能源的需求也越來越大。作為可靠清潔能源的電力能源需求更加明顯。電廠作為電力能源的重要供應者，熱工控制系統越來越受到各界人士的關注，也逐漸向著自動化的方向發展。在當今階段，電廠的熱工控制系統已經深入應用了Dcs控制系統，該系統不但使電廠的運行效率大大提高，而且還促進了我國電力事業的快速發展。所以，對電廠的熱工控制系統中應用DCS進行研究，具有非常重要的現實意義。

關鍵詞：DCS技術;電力;效率;運維;

隨著我國市場經濟的快速發展，電力企業面臨著激烈的市場競爭，不斷進行各領域的制度改革和技術創新，以增強自身的戰斗力，提高管理效率，保障企業的長遠發展。目前，電廠熱工自動化技術已經利用新型自動化技術取得了巨大發展。主要表現在兩個部分，一部分，在機組中占據主要地位的DCS系統使得原有控制結構出現巨大改變，另一部分，隨著火電廠運營系統及總線技術的發展，熱工自動化控制系統的完善也充滿生命力。

一、DCS系統構成

1.數據采集。在DCS系統中，數據采集即計算機監控系統，完成機組運行中各類參數信息在線監測及處理工作之后，以畫面形式傳遞，方便操作人員接收。除此之外，還能夠自動報警和打印制表等，使DCS在電廠熱工控制系統中的應用更加準確。

2.模擬量控制。在DCS中，模擬量控制系統的作用是控制汽輪發電機組鍋爐和汽機，實際操作中，可將其細化為機側模擬量和爐側模擬量。爐側MCS系統中包含機爐協調控制系統和氣溫調節系統，又涵蓋送、引風調節系統、蒸汽溫控系統、儲水箱水位控制系統等，其采用串級方式對鍋爐給水進行全程控制，調節除氧器水位，并依托單回路調節系統對其他方面進行調節。

3.順序控制。依托熱力系統，將機組部分操作程序進行子系統劃分，按照規定順序，科學判斷各裝置邏輯關系、運行情況等，在該背景下，通過操作指令，對機組各設備進行啟動。順序控制系統既要監控廠房主、輔機，監視參數，還要實施聯鎖保護。盡管SCS系統相對比較繁雜，但其控制思路簡單，應用效果好。

4.數字電液調節。作為電廠熱控汽輪發電機組重要構成要素，該系統主要被用來調節汽輪機轉速、功率，控制它的前壓力，并分別在機組啟停、故障狀態下，實施控制和保護。

5.鍋爐爐膛安全監控。別名燃燒管理系統，當鍋爐處于正常運作和啟停狀態時，密切監視各類燃燒系統參數、設備狀態等，經過邏輯運算、判斷等，使電廠鍋爐始終處于安全運行狀態，達到良好的熱控效果。

二、DCS系統應用

現階段，在電廠熱工控制系統中DCS應用普遍，自動化程度高。在火電機組中使用該系統，能夠實時全面監控鍋爐爐膛安全，并集中管理該過程中的各類信息。DCS控制系統除了能夠使火電機組運行效率得到提升之外，還能夠對電廠熱工控制系統各類功能進行靈活調整。采用專業方法，對其實施全方位保護，確保電廠熱工控制系統始終處于安全有序的運行狀態。受技術及工藝制約，我國DCS系統在使用過程中仍然存在諸多問題，需要加大研究力度，不斷拓展該系統的控制功能，使其在電廠熱工控制系統中始終保持最佳應用狀態。

三、DCS關于熱工控制系統的應用優點

1.高度且穩固的兼容性

處于工作運行狀態下的電廠機組，具有一定的復雜性和難以預測性，牽一發而動全身，需要對多方面的因素進行綜合考量。在這一過程中，控制對象龐雜瑣碎，且涉及諸多干擾源、控制參數等，由于其呈現非線性特點，并在相互影響的過程中運行，這大大增加了電廠自動控制系統的設計難度。DCS系統的優化配置與合理應用，則充分簡化了各類高級控制算法，在確保電廠機組具備較高程度的自動控制水平前提下，進一步強化了系統的兼容性。

2.促進DCS輔機控制

在DCS于電廠生產運營的實際應用中，其適用于大機組及各輔助系統等多元化的應用領域，并有效實現了各類操作的集中有效控制。在這一過程中，除了依托多種技術方案實現輔機系統和主機DCS的連接外，還能實現與MIS系統的連接，如此一來，不但實現了人工成本的有效縮減，且有利于進一步提高工作質量和效率，奠定該管理系統前沿高端的行業技術水平。

3.優化全程監控

由于電廠工程設計工作量大、建設周期長且過程復雜，涉及龐雜廣泛的利益因素，在這樣的操作背景下，大多企業采取對多數后備監控設備進行關閉的措施以降低相關風險和成本，僅保留少量停機開關。隨著信息化時代的深入發展，全CRT監控技術已經在各電廠逐漸得到了普及，除此之外，DCS大屏幕顯示技術應用也漸趨廣泛，而DCS大屏幕顯示技術作為新型顯示技術，顯著優點在于其在優化人機界面的同時，無需過多監控人員，實現人工成本的合理控制，這對于穩固電廠的基礎運營、把控企業的經濟效益以及提升企業的核心競爭力有著重要作用。

4.實現遠程智能I/O

一些生產廠家已研發出遠程智能I/O，該系統主要由智能前端、計算機適配器、現場通信總線構成。智能前端的本質為測控裝置，主要功能在于測量電熱阻，準確性高，除此之外，還能夠對AD和DA進行靈活轉換。其作為一種獨立系統存在;適配器的功能在于對整體網絡進行綜合管理，確保其協調性，它還能夠與主控系統信息進行靈活轉換;現場通信總線通過全數字串行通信，全面支持主體、廣播式及點對點、點對多點等工作方式。遠程智能I/O的優越性在于使DCS系統更加安全，并兼容現場總線。

四、DCS在電廠熱工控制系統中的管理維護

1.硬件管理與維護

（1）常規情況下，無論輸入模塊，還是輸出模塊故障，都離不開系統的診斷和修復。當發生故障時，會通過模塊更換的方法對故障問題進行解決。因普通技術人員對儀表制作核心技術缺乏認識，加之，其自身理論水平有限，很難對內部元件老化造成的熱工控制模塊故障問題進行準確判定。大多數時候，輸入輸出模塊故障都發生在運行或者調試過程中，模塊更換難度大，需要安排專業生產廠家嚴格執行模塊維修工作。（2）診斷或修復現場設備故障時，當某一設備或者組件出現異常情況，工作人員需要在第一時間對故障問題進行排查，深入剖析故障原因，并采取專業方法對其進行科學處理。設備故障的診斷和修復工作非常嚴謹，專業要求高，工程技術人員完成故障報告接收工作之后，既要嚴格執行各類安全保障措施，又要對技術維修工作加以兼顧。

2.軟件管理與維護

除了備份應用軟件之外，還要對應用軟件具體變化情況進行嚴格記錄，記錄過程一定要嚴謹、規范;全面系統深入測試軟件功能，尤其要嚴格檢測各級別權限;嚴格規范管理各類軟件，根據實際需要，在第一時間更新修改各類軟件;部分設備處于運行階段或者維修狀態，需要選擇科學的方法，對其進行維護和隔離;操作站運行過程中也會發生一系列故障，該背景下，既要保證操作員監測工作的正常開展和操作站的有序運行，還要兼顧故障排除和維修操作。針對一些排除難度比較大的故障，要依據設備實際運行情況，優選正確的方法對其進行嚴格排查;當操作員站不能夠正常運行時，要及時通過斷電的方法，或者對電路控制器進行調節，停止運行;不斷完善軟件、設備監管制度等，使軟件運行更加安全、穩定。選擇有效的方法，消除中央處理器、設備電源燈故障問題，縮短故障處理時間。

結語：

綜上所述，電能需求的增加，使得電廠運行更加安全穩定，將DCS應用到電廠熱工控制系統中，效果極佳。電力工作人員要結合電廠運行要求及實際情況，對DCS構成和應用優勢等具備清晰的認識，分別在電廠熱工控制系統軟硬件維護中加以應用，提高電廠熱工控制系統性能及日常運營質量，為人們提供優質供電，實現生產成本控制及效益提升。

參考文獻：

[1]楊永春.探索熱工控制系統中DCS的應用與管理方法.2019.

[2]彭浩宇.關于電廠熱工控制系統中DCS的應用研究.2018.