DCS在電廠熱工控制系統中的應用

解向軍

摘要 本文從DCS的可擴展性、兼容性、監控模式、輔機控制、遠程智能方面詳細闡述了DCS在電廠熱工控制系統中的優勢，并提出了DCS在電廠熱工控制系統中的維護與管理措施，最后總結了在當前，DCS系統仍是電廠熱工控制系統中的主流。

關鍵詞 DCS 電廠；熱工控制系統；維護與管理

中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0086-02

DCS即為集散控制系統（Distributed Control System）。DCS是多級計算機系統，以通信網絡為紐帶，由過程控制級和過程監控級組成。DCS綜合了計算機、通訊、顯示和控制4項技術，也稱為4C技術。

1 DCS在電廠熱工控制系統中的優勢

在結構上，DCS控制系統采用的模式是局部控制獨立運行的工作站，各工作站之間的信息傳遞依靠局部網絡通訊來實現；在功能上，DCS控制系統的主要控制方式是分層遞階控制，能與更上一級的網絡系統或計算機實施通訊。DCS在電廠的應用，使火力發電機組的數據采集、數據處理、生產過程和邏輯控制、生產過程的監視和報警、設備的聯鎖和保護、員工的操作管理能力得到了提高，是當前熱控系統的主要方式，主要體現在以下幾方面：

1.1 兼容性強

大型火電機組所控制的對象數量多，而且比較復雜，被控對象的特點是延遲大、非線性、干擾源多、控制參數多且互相影響，這就導致了自動控制系統有很大的設計難度。使用DCS 控制系統后，其潛力得到了充分的利用，使高級的、復雜的控制算法得以實現，比如自適應控制、預估控制、模糊控制、神經元控制、非線性控制等，使機組自動控制得到了提高。

1.2 監控模式全程化

近年來的實踐證明，DCS能夠保障火電廠的安全可靠運行，在當前的工程設計中，絕大多數的后備監控設備已經被取消，只保留了幾個能夠緊急停機的開關，在不就的將來，火電廠將廣泛接受火電機組的全CRT監控技術；此外，DCS系統引進了大屏幕顯示技術，使人機界面得到了大大的改善。這使自動化系統得到了簡化，減少了監控人員的數量，減少投資，不但提高了電廠的安全運行，還提高了經濟效益。

1.3 輔機DCS控制得以實現

當前，已經具備了將DCS技術應用于大機組上的技術與條件。對于輔助系統，比如對除灰、除渣、運輸煤、處理化學水的集中控制，就可以采用不同的技術方案，最直接的方法是將輔機系統與主機DCS相連，應用比較集中的方案；另一種方法是使之相對集中后，再與MIS和主機DCS連接。這樣就能實現減員增效的目標，同時還使技術和管理水平得到提高。

1.4 遠程智能I/O

當前，許多DCS生產廠家設計開發了遠程智能I/O 裝置。這種裝置是一種獨立的系統，由智能前端、現場通訊總線和計算機適配器三部分組成。智能前端是一種測控裝置，按放于生產現場，主要的功能是完成A/D、D/A 轉換、去抖、濾波、熱電偶、PID控制和熱電阻的測量與變換等，從某種意義上講就是現場的總線產品。現場通訊總線的通訊方式是全數字串行，不僅支持點對點、點對多點的工作方式，還支持廣播式和主從的工作方式，與當前廣泛應用的現場總線產品一模一樣。通訊適配器的功能是統一協調與管理整個網絡，完成和主控系統之間的信息互換。通過很多應用實踐，遠程智能I/O不僅可以提高DCS系統的安全可靠性，還具備了現場總線的很多優點。

2 DCS在電廠熱工控制系統中的維護與管理

DCS系統的維護與管理包括硬件和軟件的檢查、保護及管理。

2.1 硬件維護與管理

判斷和修復輸入/輸出模塊的故障一般是系統診斷完成，通常的處理辦法是更換模塊。一般的工作人員難以判斷因內部元件的老化等原因導致的熱控制模塊故障，這主要是因為一般的工作人員不具備相當高的理論知識，另一方面是一般技術人員難以知道儀表制造的核心技術。輸入／輸出模塊的故障很多在調試和運行階段出現，理論上講應該是生產廠家對其維護，一般的工作人員難以更換模塊。診斷和修復現場設備故障時，與常規的設備故障區別不大，一旦通過異常反應或系統報警后發現某一個組件或設備存在故障而不能正常工作，工作人員就要迅速的做出判斷故障原因，及時準確的進行處理。工程技術人員要結合工作人員提供的故障信息，在有安全保護措施的條件下，進行技術維修。不管哪種系統，操作員站的操作被停止都有著復雜的原因，有硬盤、卡、冷卻風扇不能正常工作等原因都可引起操作員站死機。人為操作也是操作員站死機的原因之一，這種故障一般是通過修改控制邏輯，更新下載軟件，再次啟動設備，就能夠解決設備故障。所以，通過人員培訓可以避免人為操作失敗。

2.2 軟件的維護與管理

要及時備份應用軟件，記錄所有的變化；及時保存修改的數據庫，同時也要做好備份；檢測與測試軟件時，要檢測每個級別的權限，對軟件功能進行測試；要對軟件的管理、更新、修改做好規范；要有良好的系統病毒保護防范軟件；在設備運行階段或進行維護時，要有嚴格的保護和隔離措施；當有的操作站在運行時有故障發生，要在保證可用的操作員站能夠繼續運行并能夠完成監測工作的前提下，進行故障排除，假如有故障沒有辦法排除，要依據設備運行的狀態進行故障排查和排除；假如所有的操作員站不能正常運行，要采取停止運行的措施，可以進行電路控制器調節或采取停電措施；強化設備和軟的監督檢查制度，尤其是中央處理器、系統網絡、設備電源等故障，要保證工作人員能夠做出迅速反應并采取相應的維護與維修對策。

3 結論

自DCS控制系統誕生，便展現出了無限的生機，發展日益完善，在電廠的大機組的自動控制中得到了廣泛應用。目前，無論是國產還是國外引進的300mW以上的火電機組，全都采用DCS。由于DCS系統能給電廠帶來安全生產和巨大的經濟效益，有些火電廠300mW以下的火電機組也遵循DCS進行了改造，使其應用的廣泛度超過了以往任何的控制系統。

參考文獻

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