任江波

摘 要：為了適應(yīng)電廠熱工自動化發(fā)展的要求，DCS 系統(tǒng)被廣泛運用于熱工控制領(lǐng)域。DCS系統(tǒng)為實現(xiàn)自動化帶來了有力的硬件和軟件平臺，其設(shè)計的功能也更加全面。對熱工控制DCS系統(tǒng)的設(shè)計和運用進行分析、探討。

關(guān)鍵詞：熱工控制；DCS；設(shè)計；運用

中圖分類號：TM621.6 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0060-02

隨著科學技術(shù)在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，熱工控制DCS系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用。作為一個優(yōu)化系統(tǒng)，熱工控制DCS系統(tǒng)對電廠機組的正常運行有重要的作用，對電廠和能源的發(fā)展有積極的意義，極大地提高了工作效率，提升了工作質(zhì)量和安全，降低了成本，真正實現(xiàn)了熱工控制系統(tǒng)的自動化和智能化，為經(jīng)濟發(fā)展作出了重要貢獻。

1 熱工控制DCS系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)成

熱工控制DCS系統(tǒng)可以被叫作集散控制系統(tǒng)，它區(qū)別于傳統(tǒng)的集中型控制，是新型的控制系統(tǒng)。它是在傳統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合微型計算機局域網(wǎng)技術(shù)，將局域網(wǎng)作為紐帶，針對傳統(tǒng)控制在使用中的缺陷和優(yōu)勢所孕育出來的，也被稱為4C技術(shù)。與傳統(tǒng)型系統(tǒng)相比，其更加安全、高效。該系統(tǒng)主要由計算機、通訊器、顯示器和控制器構(gòu)成，有過程控制級和過程監(jiān)控級。按照功能設(shè)計，熱工控制DCS 系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）和鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）。在我國，熱工控制都是自動化控制。DCS系統(tǒng)是我國自主編制的，相較于國外成熟的系統(tǒng)來說，這樣自主開發(fā)的系統(tǒng)在熱工控制方面有時還存在一些不足。發(fā)達國家對DCS的研制要早于我國，所以，其比較完善，我國部分機組目前還是依賴于進口。雖然如此，DCS系統(tǒng)在我國已經(jīng)得到了比較廣泛的使用。

DAS即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，又被稱為計算機監(jiān)控系統(tǒng)。它的基本功能是在線檢測整個機組的生產(chǎn)過程并產(chǎn)生參數(shù)，把這一過程經(jīng)過相關(guān)的運算處理，然后用 CRT 的畫面形式把結(jié)果和過程提供給工作人員。在這個過程中，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動報警并將制表打印出來，對相關(guān)的性能指標進行計算，這些功能對提高操作的準確性有所幫助。

MCS即模擬量控制系統(tǒng)。它可以把鍋爐和汽機合成一個整體，進行整體性控制，其主要任務(wù)是控制生產(chǎn)過程中的水、風等系統(tǒng)的主要變量，并調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機組的負荷狀況。這個控制系統(tǒng)可以分為爐側(cè)模擬量控制系統(tǒng)和機側(cè)模擬量控制系統(tǒng)。在爐側(cè)MCS系統(tǒng)中，機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、蒸汽溫度控制系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、引風調(diào)節(jié)系統(tǒng)、儲水箱水位控制系統(tǒng)、啟動分離器是重要的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在機側(cè) MCS 系統(tǒng)中，鍋爐給水系統(tǒng)全程調(diào)節(jié)和除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)是串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，除了這兩者之外，所有的調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中包括了水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、除氧器壓力、閉式水箱水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和凝汽器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

SCS即順序控制系統(tǒng)，也可以將其稱作程序控制。它能夠?qū)C組部分按照熱力系統(tǒng)區(qū)分為幾個局部性質(zhì)的子系統(tǒng)。根據(jù)規(guī)定好的順序、原則，對各設(shè)備的運行狀態(tài)進行邏輯性判斷，然后發(fā)出操作命令，讓機組各個部分按照一定的順序啟動，最終完成順序控制的要求。SCS系統(tǒng)主要負責的是廠房內(nèi)的主機和輔機，自動進行主機或輔機的開機或停止，并對這些操作的參數(shù)進行監(jiān)視和聯(lián)鎖保護。因為在SCS 系統(tǒng)中有分層設(shè)計指令的優(yōu)先級順序，所以，在爐側(cè)方面，控制順序的范圍包括送風機和引風機、爐膛吹灰系統(tǒng)等；在機側(cè)中，順序控制系統(tǒng)包括汽機潤滑油系統(tǒng)、內(nèi)冷水系統(tǒng)和膠球清洗系統(tǒng)等。相對來說，SCS 系統(tǒng)的內(nèi)容比較龐雜，但是控制邏輯相對簡單。然而，當聯(lián)鎖保護邏輯成為其重要內(nèi)容時，就需要與現(xiàn)場設(shè)備的實際情況相結(jié)合才能完成設(shè)計任務(wù)，系統(tǒng)設(shè)計的合理性既能夠影響輔機的安全，在很大程度上也關(guān)系著主設(shè)備的安全性和可靠性。

DEH即數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它是汽輪發(fā)電機組中重要的組成部分，能夠控制汽輪機的轉(zhuǎn)速、功率，并且能夠控制汽輪機的壓力，在機組啟停過程中和發(fā)生故障時，能夠進行有效的控制和保護。

FSSS即鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)，是燃燒器管理系統(tǒng)。它能夠在鍋爐工作中和各種運行方式下，不間斷地監(jiān)視燃燒系統(tǒng)所產(chǎn)生參數(shù)和狀態(tài)，并不斷地進行判斷和運算，在必要的時候發(fā)出動作指令。它能夠結(jié)合各種順序控制，配合聯(lián)鎖裝置的設(shè)計情況，按照特定順序操作燃燒系統(tǒng)的設(shè)備，預(yù)測可能發(fā)生的事故，把事故扼制在搖籃中，從而更好地保護鍋爐的安全。

2 熱工控制DCS系統(tǒng)的運用要點

熱工控制DCS系統(tǒng)的兼容性很好。當前電廠熱工控制的機組比較龐大、數(shù)量比較多、比較復(fù)雜時，熱工控制需要有很好的技術(shù)水平才能完成這一工作。由于DCS系統(tǒng)的兼容性很好，能夠比較好地控制多個對象，提高自動化運行的效率。同時，DCS系統(tǒng)能夠很好地保障機組的運行安全，系統(tǒng)中的顯示功能將通過大屏幕把機組運行的狀況呈現(xiàn)給操作人員，優(yōu)化人機操作，使操作變得簡單、方便。相對簡單的操作和可視的運行狀況減少了事故發(fā)生的概率，降低了生產(chǎn)成本。熱工控制DCS系統(tǒng)的主要功能是采集信息并處理、模擬量控制、順序控制和鍋爐爐膛安全檢測。DCS系統(tǒng)具有的能動作用加快了機組安裝、調(diào)試的進程。在運行時，DCS系統(tǒng)的主要作用就是讓機組安全、經(jīng)濟的運行。

熱工控制DCS系統(tǒng)有遠程控制輸入和輸出裝置，能夠進行遠程輸入或輸出操作，這一點也漸漸地被工程人員所重視。這種自動系統(tǒng)主要分為三部分：①智能前端。也可以將智能前端看作是現(xiàn)場總線部分，它能夠?qū)/D 互相轉(zhuǎn)換進行PID 控制，并且支持熱電阻的轉(zhuǎn)變等。②現(xiàn)場通訊總線。通訊總線的表現(xiàn)方式是數(shù)字串行，它能夠支持多種多樣的運行方式。③通訊適配器。通訊適配器主要負責的是對整個信息區(qū)域進行控制和協(xié)調(diào)，并使主控系統(tǒng)的信息可以互相交換。熱工控制 DCS系統(tǒng)具有的遠程控制輸出、輸入功能，能夠有效提高企業(yè)操作控制的安全系數(shù)。

DCS系統(tǒng)能夠?qū)﹄姀S熱工控制系統(tǒng)進行日常維護和控制管理，涉及的主要部分有設(shè)備、設(shè)施的維護、控制，內(nèi)部軟件的檢測和監(jiān)控。對于輸出、輸入部分，DCS系統(tǒng)可以通過系統(tǒng)檢測進行檢驗、維護。如果發(fā)生故障的話，一般情況下會更換模塊，由操作人員人工對系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造進行檢測，測查是由什么原因?qū)е碌墓收?。如果工程人員的專業(yè)技能達不到一定水平，就難以查出原因。為了減少由人為不當操作造成的機組故障，企業(yè)需要對技術(shù)人員進行專業(yè)操作培訓，以減少故障發(fā)生的概率。工作人員要定期備份和保存內(nèi)部應(yīng)用軟件的信息，詳細記錄信息的變化。工作人員也要及時保存數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息和信息的變化，防止數(shù)據(jù)丟失帶來的損失。要分門別類地對軟件進行檢驗，詳細、認真地檢查軟件的級別、權(quán)限、功能，同時，要做好軟件的更新、控制和完善管理等工作。在此過程中，要保證系統(tǒng)軟件的運行安全，一旦發(fā)生故障，工作人員要馬上進行維護，排查故障，確保其可以繼續(xù)安全工作，必要時還可以立刻采取有效措施，例如機組停止運行，排查并解除系統(tǒng)故障。

3 結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的運用，為各領(lǐng)域提供了更高水平的信息控制系統(tǒng)。熱工控制DCS系統(tǒng)的兼容性很強，在保證機組安全運行的同時，還可以對外部設(shè)施和內(nèi)部系統(tǒng)進行了很好的維護和管理。由此可見，DCS控制系統(tǒng)在我國電廠熱工控制中的應(yīng)用越來越廣泛。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕