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        DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

        2012-06-06 09:46:22解向軍
        科技傳播 2012年10期
        關(guān)鍵詞:維護(hù)與管理電廠

        解向軍

        摘要 本文從DCS的可擴(kuò)展性、兼容性、監(jiān)控模式、輔機(jī)控制、遠(yuǎn)程智能方面詳細(xì)闡述了DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢,并提出了DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的維護(hù)與管理措施,最后總結(jié)了在當(dāng)前,DCS系統(tǒng)仍是電廠熱工控制系統(tǒng)中的主流。

        關(guān)鍵詞 DCS 電廠;熱工控制系統(tǒng);維護(hù)與管理

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

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

        1 DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢

        在結(jié)構(gòu)上,DCS控制系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)通訊來實現(xiàn);在功能上,DCS控制系統(tǒng)的主要控制方式是分層遞階控制,能與更上一級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或計算機(jī)實施通訊。DCS在電廠的應(yīng)用,使火力發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、生產(chǎn)過程和邏輯控制、生產(chǎn)過程的監(jiān)視和報警、設(shè)備的聯(lián)鎖和保護(hù)、員工的操作管理能力得到了提高,是當(dāng)前熱控系統(tǒng)的主要方式,主要體現(xiàn)在以下幾方面:

        1.1 兼容性強

        大型火電機(jī)組所控制的對象數(shù)量多,而且比較復(fù)雜,被控對象的特點是延遲大、非線性、干擾源多、控制參數(shù)多且互相影響,這就導(dǎo)致了自動控制系統(tǒng)有很大的設(shè)計難度。使用DCS 控制系統(tǒng)后,其潛力得到了充分的利用,使高級的、復(fù)雜的控制算法得以實現(xiàn),比如自適應(yīng)控制、預(yù)估控制、模糊控制、神經(jīng)元控制、非線性控制等,使機(jī)組自動控制得到了提高。

        1.2 監(jiān)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(dāng)前的工程設(shè)計中,絕大多數(shù)的后備監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)被取消,只保留了幾個能夠緊急停機(jī)的開關(guān),在不就的將來,火電廠將廣泛接受火電機(jī)組的全CRT監(jiān)控技術(shù);此外,DCS系統(tǒng)引進(jìn)了大屏幕顯示技術(shù),使人機(jī)界面得到了大大的改善。這使自動化系統(tǒng)得到了簡化,減少了監(jiān)控人員的數(shù)量,減少投資,不但提高了電廠的安全運行,還提高了經(jīng)濟(jì)效益。

        1.3 輔機(jī)DCS控制得以實現(xiàn)

        當(dāng)前,已經(jīng)具備了將DCS技術(shù)應(yīng)用于大機(jī)組上的技術(shù)與條件。對于輔助系統(tǒng),比如對除灰、除渣、運輸煤、處理化學(xué)水的集中控制,就可以采用不同的技術(shù)方案,最直接的方法是將輔機(jī)系統(tǒng)與主機(jī)DCS相連,應(yīng)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(jī)DCS連接。這樣就能實現(xiàn)減員增效的目標(biāo),同時還使技術(shù)和管理水平得到提高。

        1.4 遠(yuǎn)程智能I/O

        當(dāng)前,許多DCS生產(chǎn)廠家設(shè)計開發(fā)了遠(yuǎn)程智能I/O 裝置。這種裝置是一種獨立的系統(tǒng),由智能前端、現(xiàn)場通訊總線和計算機(jī)適配器三部分組成。智能前端是一種測控裝置,按放于生產(chǎn)現(xiàn)場,主要的功能是完成A/D、D/A 轉(zhuǎn)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(xiàn)場的總線產(chǎn)品。現(xiàn)場通訊總線的通訊方式是全數(shù)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(dāng)前廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場總線產(chǎn)品一模一樣。通訊適配器的功能是統(tǒng)一協(xié)調(diào)與管理整個網(wǎng)絡(luò),完成和主控系統(tǒng)之間的信息互換。通過很多應(yīng)用實踐,遠(yuǎn)程智能I/O不僅可以提高DCS系統(tǒng)的安全可靠性,還具備了現(xiàn)場總線的很多優(yōu)點。

        2 DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的維護(hù)與管理

        DCS系統(tǒng)的維護(hù)與管理包括硬件和軟件的檢查、保護(hù)及管理。

        2.1 硬件維護(hù)與管理

        判斷和修復(fù)輸入/輸出模塊的故障一般是系統(tǒng)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(nèi)部元件的老化等原因?qū)е碌臒峥刂颇K故障,這主要是因為一般的工作人員不具備相當(dāng)高的理論知識,另一方面是一般技術(shù)人員難以知道儀表制造的核心技術(shù)。輸入/輸出模塊的故障很多在調(diào)試和運行階段出現(xiàn),理論上講應(yīng)該是生產(chǎn)廠家對其維護(hù),一般的工作人員難以更換模塊。診斷和修復(fù)現(xiàn)場設(shè)備故障時,與常規(guī)的設(shè)備故障區(qū)別不大,一旦通過異常反應(yīng)或系統(tǒng)報警后發(fā)現(xiàn)某一個組件或設(shè)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(zhǔn)確的進(jìn)行處理。工程技術(shù)人員要結(jié)合工作人員提供的故障信息,在有安全保護(hù)措施的條件下,進(jìn)行技術(shù)維修。不管哪種系統(tǒng),操作員站的操作被停止都有著復(fù)雜的原因,有硬盤、卡、冷卻風(fēng)扇不能正常工作等原因都可引起操作員站死機(jī)。人為操作也是操作員站死機(jī)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(shè)備,就能夠解決設(shè)備故障。所以,通過人員培訓(xùn)可以避免人為操作失敗。

        2.2 軟件的維護(hù)與管理

        要及時備份應(yīng)用軟件,記錄所有的變化;及時保存修改的數(shù)據(jù)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(quán)限,對軟件功能進(jìn)行測試;要對軟件的管理、更新、修改做好規(guī)范;要有良好的系統(tǒng)病毒保護(hù)防范軟件;在設(shè)備運行階段或進(jìn)行維護(hù)時,要有嚴(yán)格的保護(hù)和隔離措施;當(dāng)有的操作站在運行時有故障發(fā)生,要在保證可用的操作員站能夠繼續(xù)運行并能夠完成監(jiān)測工作的前提下,進(jìn)行故障排除,假如有故障沒有辦法排除,要依據(jù)設(shè)備運行的狀態(tài)進(jìn)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(jìn)行電路控制器調(diào)節(jié)或采取停電措施;強化設(shè)備和軟的監(jiān)督檢查制度,尤其是中央處理器、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備電源等故障,要保證工作人員能夠做出迅速反應(yīng)并采取相應(yīng)的維護(hù)與維修對策。

        3 結(jié)論

        自DCS控制系統(tǒng)誕生,便展現(xiàn)出了無限的生機(jī),發(fā)展日益完善,在電廠的大機(jī)組的自動控制中得到了廣泛應(yīng)用。目前,無論是國產(chǎn)還是國外引進(jìn)的300mW以上的火電機(jī)組,全都采用DCS。由于DCS系統(tǒng)能給電廠帶來安全生產(chǎn)和巨大的經(jīng)濟(jì)效益,有些火電廠300mW以下的火電機(jī)組也遵循DCS進(jìn)行了改造,使其應(yīng)用的廣泛度超過了以往任何的控制系統(tǒng)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]朱春鳳,吳楊輝,張猛.DCS在電廠熱工控制方面的應(yīng)用[J].商情,2011(47).

        [2]陳瑞軍.DCS在電廠中的應(yīng)用及發(fā)展方向探討[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù),2007(6).

        [3]曹汝鵬.淺談DCS在電廠應(yīng)用的提高[J].內(nèi)蒙古石油化工,2010(1).

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