張俊鶴

【摘要】 隨著社會的不斷進步，國民經(jīng)濟的日益增長，國家對電力的需求也在不斷的加大。同時電力工業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，也取得了很大的發(fā)展，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分散控制系統(tǒng)（DCS）已經(jīng)成為大型火電廠自動化控制技術(shù)改進的首選。故在本次研究中，我們對DCS系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用進行了研究，從而使自動控制系統(tǒng)能夠更加良好運行，并提高火力發(fā)電廠機組運行的安全性及經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng) 火力發(fā)電廠 應(yīng)用

中圖分類號：G62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

DCS系統(tǒng)是指通過某種通信網(wǎng)絡(luò)連接分布在工業(yè)現(xiàn)場附近的操作員站及工程師站，從而達(dá)到對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的集中操作管理及分散控制?？刂葡到y(tǒng)的最主要作用為保證機組安全經(jīng)濟運行，同時還擔(dān)負(fù)著機組主輔機的回路控制、參數(shù)控制、順序控制、聯(lián)鎖保護、參數(shù)顯示、性能計算、異常報警、趨勢和報表輸出等功能。衡量電廠企業(yè)現(xiàn)代化及生產(chǎn)技術(shù)的先進與否的重要指標(biāo)為電廠熱工自動化水平。由此可以看出選用分散控制系統(tǒng)（DCS）己成為火電廠熱控改造最主要的方向。

1 分散控制系統(tǒng)的特點

分散控制的基本思想為“管理集中，控制分散”，整個控制系統(tǒng)的任務(wù)及目標(biāo)會分配給各個子系統(tǒng)，而分配方式是之前預(yù)訂好的，而各個子系統(tǒng)之間進行信息交換。但控制室會將分散控制系統(tǒng)的全部信息集中，從而更加有利于操作人員的集中管理及監(jiān)視操作。筆者將分散控制系統(tǒng)的特點概括為以下幾點：1）使危險性分散，并實現(xiàn)分散控制；2）采用圖像顯示，監(jiān)視操作集中，更加有利于科學(xué)管理及人機聯(lián)系的完善；3）擴展控制范圍，系統(tǒng)組態(tài)和修改參數(shù)可在線進行；4）采用分塊控制及數(shù)據(jù)通信，從而使現(xiàn)場配線減少；5）應(yīng)用冗余結(jié)構(gòu)及自診斷技術(shù)，從而使控制系統(tǒng)可靠性提高；6）使用語言為面向控制，操作使用更加簡單方便。7）分散控制系統(tǒng)組態(tài)靈活，功能齊全、相對與模擬儀表控制系統(tǒng)，操作性和安全性更好。

2 分散控制系統(tǒng)在我國的應(yīng)用及發(fā)展

70 年代末到80 年代初，分散控制系統(tǒng)在我國僅有少數(shù)幾家化工企業(yè)使用，且剛從國外引進。1984 年以后，分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用面面積在逐漸擴大。設(shè)備的主要來源為國外進口，我國缺乏分散控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試、運行等管理經(jīng)驗。同時，我國開始開發(fā)自己的分散控制系統(tǒng)，開發(fā)方式一般采用合資經(jīng)營、合資生產(chǎn)等多種方式。80年代后期，我國研制并推出“893-IDCN 分布式智能數(shù)據(jù)測控網(wǎng)絡(luò)”，系統(tǒng)工程兵學(xué)院測控技術(shù)研究所開發(fā)。此系統(tǒng)具有高可靠性，高精度、高性能和高抗干擾性。90年代后，我國自主研發(fā)DCS廠家逐漸增多，其中以上海新華、浙江中控，北京和利時等公司生產(chǎn)的國產(chǎn)DCS產(chǎn)品，逐漸走進了人們的視野，且也更符合國人的使用習(xí)慣。

3 采用DCS控制系統(tǒng)的必要性和經(jīng)濟性

3.1 必要性

晶體管電路構(gòu)成的DDZ -II、III 組合單元儀表為火電廠最常規(guī)的自動化儀表。煤耗高、熱耗高及故障停機的次數(shù)多，儀表準(zhǔn)確性差，自動投入率低（一般在60 %左右），保護動作正確率低，運行人員多，長期處于緊張狀態(tài)且負(fù)擔(dān)重為這類機組的突出問題。而為了使電廠競爭能力提高，必須減人增效，節(jié)能降耗。同時隨著火電廠監(jiān)督能力及污染控制的提高，自動化系統(tǒng)可提高燃燒效率，降低有害氣體，并且可實時監(jiān)測，從而使鍋爐污染物排放量的檢測更加準(zhǔn)確、可靠。同時自動化系統(tǒng)可為“診斷性檢修”提供準(zhǔn)確、可靠的運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，保證機組按運行狀態(tài)進行檢修。由此可以看出，采用DCS控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化電廠的必然要求。

3.2 經(jīng)濟性

DCS控制系統(tǒng)對各種工況的自適應(yīng)能力加強，參數(shù)更加穩(wěn)定，從而保持汽溫，汽壓及含氧量符合標(biāo)準(zhǔn)，燃燒效率也會大大提高，降低了煤耗的同時實現(xiàn)了真正的集控，值班員人數(shù)也會大大減少。除此之外，DCS系統(tǒng)可自動報警，工人可根據(jù)報警提示及操作指導(dǎo)進行操作，分析事故原因，從而防止事故擴大化，減少停機時間及機組的啟動費用，增加發(fā)電量，使值班員的勞動強度降低，減少了熱控人員的維修工作量。

4 DCS 系統(tǒng)的不足與現(xiàn)場總線

分散控制、集中監(jiān)控是DCS系統(tǒng)的核心思想。但是目前在發(fā)電廠中，DCS系統(tǒng)的功能分散已經(jīng)基本實現(xiàn)，但物理分散卻未實現(xiàn)。原因一方面是為了方便管理維護，一方面是因為DCS 硬件本身適應(yīng)環(huán)境的能力較弱，故大部分用戶更愿意接受DCS 控制系統(tǒng)的集中布置方案。但由于測控站仍然是集中的，現(xiàn)場信號的傳輸，檢測與控制的信號仍然為4-2OmA 的模擬信號，此信號易受干擾，精度低，為了避免這些問題，一般采用現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場總線是指適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的通訊系統(tǒng)與數(shù)字處理。其目的為應(yīng)用數(shù)字多路復(fù)用通信技術(shù)使現(xiàn)場裝置與計算機間進行有效的通信，使現(xiàn)場布線減少，遠(yuǎn)程操作變送器?，F(xiàn)場總線是聯(lián)接現(xiàn)場智能裝置與計算機相互進行信息交換的通信總線，可采用雙絞線、同軸電纜或光纖，目前多采用雙絞線或屏蔽雙絞線。盡管現(xiàn)場總線優(yōu)點很多，但因為現(xiàn)場總線的適應(yīng)能力還有待驗證，故目前現(xiàn)場總線及其產(chǎn)品僅用于一般的簡單回路，進一步推廣應(yīng)在取得運用經(jīng)驗后。

6 結(jié)論

本文通過對分散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點及發(fā)展應(yīng)用趨勢的分析，得出如下結(jié)論： 1）分散控制系統(tǒng)可應(yīng)用于中小型電站鍋爐的火電廠監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)具有良好的可擴充性及在線組態(tài)功能，并使電廠生產(chǎn)過程的管理集中、控制分散得以實現(xiàn)。由于此系統(tǒng)將檢測、管理任務(wù)集中，故對生產(chǎn)過程進行綜合管理、監(jiān)督和調(diào)度更加有利。同時可減少大量的控制室的儀表，節(jié)約投資，故系統(tǒng)更加適合無法采用大規(guī)模自動化系統(tǒng)的老廠改造工程。2）DCS 系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中也還存在許多不足，但筆者認(rèn)為隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及工程技術(shù)人員的不斷努力，DCS系統(tǒng)也將得到更進一步的完善和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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