劉波

摘 要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的高科技信息技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中。而作為一種高科技，DCS也已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在電廠熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中，此系統(tǒng)不僅關(guān)系到電廠機(jī)組的運(yùn)行與調(diào)試，同時(shí)還關(guān)系到電廠的效益與發(fā)展，因此，必須要加強(qiáng)DCS在電廠電工控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。該文主要介紹了DCS與我國(guó)電廠熱工控制的發(fā)展?fàn)顩r，分析了DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及管理與維護(hù)對(duì)策，希望能夠促進(jìn)DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中合理運(yùn)用，從而保證電廠的安全運(yùn)行，促進(jìn)電廠以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電廠 熱工控制系統(tǒng) DCS 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（b）-0005-02

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的高科技信息技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)與各領(lǐng)域當(dāng)中，電廠也不例外。目前，我國(guó)電廠已經(jīng)在熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中廣泛地應(yīng)用DCS，此系統(tǒng)不但可以有效提高電廠機(jī)組的運(yùn)行安全，大大提升運(yùn)行效率，使得熱工控制系統(tǒng)逐漸向自動(dòng)化以及智能化轉(zhuǎn)變，而且還能夠有效地節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益，從而為火電廠的生存與發(fā)展發(fā)揮重要作用，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 DCS與電廠熱工控制系統(tǒng)

1.1 DCS

DCS稱(chēng)為集散控制系統(tǒng)，其與傳統(tǒng)集中控制系統(tǒng)不同，屬于一種新型的控制系統(tǒng)。DCS是在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改良與完善發(fā)展而來(lái)的。DCS又稱(chēng)為4C技術(shù)，其中主要包括計(jì)算機(jī)控制、通訊與顯示等等。DCS是以微型計(jì)算機(jī)的局域網(wǎng)為紐帶，把其轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)非常安全的高標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)當(dāng)中主要包括過(guò)程控制以及過(guò)程監(jiān)控[1]。在功能上，DCS主要采用的是分層遞階控制方式，這樣就可以實(shí)現(xiàn)與上級(jí)計(jì)算機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通訊。在模式上，DCS主要是采用局部控制獨(dú)立運(yùn)行的工作者，并在局部網(wǎng)絡(luò)通訊的作用下，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工作站彼此間的信息傳遞。

1.2 我國(guó)電廠熱工控制現(xiàn)狀

基于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)角度進(jìn)行分析，目前我國(guó)電廠電工控制情況主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。第一，我國(guó)自行編制DCS系統(tǒng)程序。盡管DCS系統(tǒng)程序是由我國(guó)負(fù)責(zé)自動(dòng)控制系統(tǒng)程序編制的專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行編制，然而在系統(tǒng)調(diào)試以及編程環(huán)節(jié)，工作人員的技術(shù)水平還不能夠達(dá)到相應(yīng)的精細(xì)程度，這樣就導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)作方面會(huì)存在一些缺陷。第二，機(jī)組控制軟件主要從國(guó)外進(jìn)口。因?yàn)閲?guó)外的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)間較早，發(fā)展也比較成熟，因此其設(shè)計(jì)參數(shù)比較合理，機(jī)組以及儀表等在運(yùn)行方面具有更高的可靠性?；谲浖|(zhì)量與功能考慮，我國(guó)電廠在選用DCS控制系統(tǒng)的機(jī)組等相關(guān)軟件的時(shí)候，都是從國(guó)外進(jìn)口。

1.3 我國(guó)的DCS與電廠熱工控制系統(tǒng)

目前，我國(guó)大部分的火電廠都已經(jīng)采用的現(xiàn)在是自動(dòng)控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)也比較適用于機(jī)組的熱工自動(dòng)化。其主要是負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)地監(jiān)控鍋爐爐膛的安全運(yùn)行情況，集中有效地處理各類(lèi)信息，同時(shí)還能夠科學(xué)有效地控制模擬量與順序。此系統(tǒng)不但可以有效提高機(jī)組運(yùn)行效率，同時(shí)還能夠?qū)峁た刂葡到y(tǒng)給予合理地調(diào)節(jié)與保護(hù)，從而提高其運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性[2]。然而，目前我國(guó)在DCS設(shè)計(jì)上還存在若干問(wèn)題，因此，國(guó)內(nèi)的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候，要不斷地研究與嘗試，不斷地?cái)U(kuò)展其功能，從而使得DCS能夠更好地應(yīng)用于電廠熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中。

2 DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在電廠熱工控制系統(tǒng)中應(yīng)用DCS具有很多優(yōu)勢(shì)，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 兼容性強(qiáng)

在通常狀況下，大型火電機(jī)組需要控制很多個(gè)對(duì)象，而且被控對(duì)象具有較多的干擾源與控制參數(shù)，同時(shí)還具有非線(xiàn)性、延遲大以及彼此影響的特點(diǎn)，這就在一定程度上加大了電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。在應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)以后，電廠可以有效地完成比較復(fù)雜以及高級(jí)的控制算法，例如神經(jīng)元控制、自適應(yīng)控制以及非線(xiàn)性控制等等，這樣就大大提高了電廠機(jī)組的自動(dòng)控制能力以及水平。

2.2 遠(yuǎn)程智能I/O

到目前為止，很多DCS控制系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家都已經(jīng)開(kāi)發(fā)出遠(yuǎn)程智能I/O裝置，此裝置主要包括三部分，分別是智能前端、計(jì)算機(jī)適配器以及現(xiàn)場(chǎng)通訊總線(xiàn)。其中，智能前端是屬于一種測(cè)控裝置，其主要在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，其不僅能夠合理地變換及準(zhǔn)確地測(cè)量電熱組，同時(shí)還能夠有效完成AD、DA的轉(zhuǎn)換操作。作為一種獨(dú)立系統(tǒng)，智能前端相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)的總線(xiàn)產(chǎn)；通訊適配器主要是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一以及綜合管理，其能夠?qū)崿F(xiàn)與主控系統(tǒng)間的信息轉(zhuǎn)換[3]；現(xiàn)場(chǎng)通訊總線(xiàn)選用的是全數(shù)字串行通訊方式，其支持主體與廣播式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作方式，與目前廣泛使用的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品基本一致。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，遠(yuǎn)程智能I/O不但可以有效提高系統(tǒng)的安全性，同時(shí)還兼具很多現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。

2.3 實(shí)現(xiàn)輔機(jī)DCS控制

目前，我國(guó)電廠以及具備在大機(jī)組上合理應(yīng)用DCS技術(shù)的基本條件。在輔助系統(tǒng)方面，對(duì)于除灰、處理化學(xué)水以及除渣等操作的集中控制，就能夠采用不同的技術(shù)方案，最為直接有效的一種方法即為將輔機(jī)系統(tǒng)和主機(jī)DCS連接起來(lái)，從而采用較為集中的方案；除此以外，另外一種方法即為使其相對(duì)集中以后，再將其與主機(jī)DCS及M1S連接起來(lái)。這樣不僅可以降低人工成本，提高效率，而且還能夠有效提高技術(shù)水平以及管理質(zhì)量。

2.4 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控模式全程化

通過(guò)多年的實(shí)踐證明，DCS可以有效促進(jìn)電廠運(yùn)行的安全性以及可靠性。在目前的工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，大部分的后備監(jiān)控設(shè)備都已被取消，僅僅有幾個(gè)可以緊急停機(jī)的開(kāi)關(guān)被保留下來(lái)。在不久以后，電廠將會(huì)采用火電機(jī)組的全CRT監(jiān)控技術(shù)；除此以外，DCS還采用大屏幕顯示技術(shù)，這樣就有效優(yōu)化了人機(jī)界面，大大降低監(jiān)控人員數(shù)量，降低成本，使得電廠的經(jīng)濟(jì)效益大大提高，同時(shí)還有效保證了電廠運(yùn)行的安全性。

3 DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的管理與維護(hù)

3.1 硬件管理與維護(hù)

（1）在通常狀況下，輸入輸出模塊的故障都是由系統(tǒng)診斷與修復(fù)的，一旦發(fā)現(xiàn)故障，一般的處理方式即為更換模塊。由于一般技術(shù)人員對(duì)儀表制作的核心技術(shù)不夠了解，同時(shí)其自身具備的理論知識(shí)也不夠扎實(shí)，這樣就造成其無(wú)法有效地發(fā)現(xiàn)以及判斷由于內(nèi)部元件老化等原因造成的熱工控制模塊故障。而在大部分狀況下，輸入輸出模塊的故障往往是出現(xiàn)在運(yùn)行以及調(diào)試階段，一般的工作人員很難完成對(duì)模塊的更換操作，理論上都是需要由生產(chǎn)廠家對(duì)模塊進(jìn)行維修。（2）在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障的修復(fù)與診斷方面，一旦發(fā)現(xiàn)某設(shè)備或組件出現(xiàn)異常，工作人員必須馬上排查故障，找出故障誘因，并及時(shí)地進(jìn)行有效處理。工程技術(shù)人員要根據(jù)所接收到的故障報(bào)告，在做好安全保障措施的前提下開(kāi)展技術(shù)維修工作。（3）而造成操作員站死機(jī)現(xiàn)象的原因有很多，例如硬盤(pán)以及冷卻風(fēng)扇等出現(xiàn)故障。除此以外，人為操作也會(huì)造成操作員站死機(jī)，一旦出現(xiàn)這種狀況，就需要修改控制邏輯，并且要更新下載軟件，最后再對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)操作。因此，為了防止由于人為操作而造成操作員站死機(jī)現(xiàn)象的發(fā)生，電廠要加強(qiáng)人員培訓(xùn)，從而使人員掌握更多科學(xué)有效的操作技巧。

3.2 軟件管理與維護(hù)

（1）對(duì)于應(yīng)用軟件要進(jìn)行及時(shí)地備份，并對(duì)所有變化進(jìn)行嚴(yán)格、規(guī)范的記錄；（2）在軟件的測(cè)試過(guò)程中，不僅要嚴(yán)格測(cè)試軟件的功能，同時(shí)還要對(duì)每個(gè)級(jí)別的權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)密的檢測(cè)；（3）要規(guī)范地管理、修改以及更新軟件；（4）在設(shè)備的維修或者運(yùn)行階段，要采取嚴(yán)格有效的隔離以及保護(hù)措施；（5）一旦發(fā)現(xiàn)操作站出現(xiàn)運(yùn)行故障，必須在確?？捎玫牟僮鲉T站能正常監(jiān)測(cè)以及運(yùn)行的前提下，實(shí)施對(duì)故障的排除與維修操作，一旦發(fā)現(xiàn)故障無(wú)法排除，那么就必須根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，實(shí)施故障排查；（6）如果所有的操作員站都無(wú)法正常運(yùn)行，那么就要采取停電或者是電路控制器調(diào)節(jié)等停止運(yùn)行措施[4]；（7）要建立健全軟件與設(shè)備監(jiān)管制度，特別是對(duì)于中央處理器以及設(shè)備電源燈等故障，要制定合理的處理對(duì)策，從而使得工作人員發(fā)現(xiàn)故障以后，可以迅速地采取有效的處理與維修措施。

總而言之，自從DCS控制系統(tǒng)誕生以來(lái)，其已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，其為各領(lǐng)域帶來(lái)了很多新的、優(yōu)質(zhì)的高科技信息。在電廠的熱工控制系統(tǒng)中應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)，不僅能夠有效保障火電機(jī)組的運(yùn)行安全，而且還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可以有效地管理與維修內(nèi)外部設(shè)施與系統(tǒng)，從而大大降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)電廠在蓬勃發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，我國(guó)電廠要不斷研究與創(chuàng)新，加強(qiáng)DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中應(yīng)用，從而促進(jìn)電廠經(jīng)濟(jì)與我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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