黎偉彬

電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設計

黎偉彬

隨著我國經(jīng)濟水平大幅度提高，科技水平的不斷進步，各行各業(yè)開始進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。科技在走入我們生活造福生活的同時，更重要的是使得我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化和調(diào)整，大部分生產(chǎn)企業(yè)進入自動化時代，包括電力熱工控制。本文就電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設計進行分析。

熱工控制；DCS；系統(tǒng)設計

近年來，我國生產(chǎn)力水平的提高使得電廠的規(guī)模不斷的擴大，順應電廠熱工自動化的要求以及時代發(fā)展的大趨勢，DCS在電廠過程控制領域中得到了廣泛應用。DCS控制系統(tǒng)作為電廠重要的組成部分，為系統(tǒng)的自動化的實現(xiàn)提供了強有力的硬件支持和軟件保障。但隨著電廠工程的逐漸變大、電廠控制機系統(tǒng)變得越來越復雜，對DCS的要求也越來越高，因此DCS的系統(tǒng)的設計功能越來越全面，優(yōu)化DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對于保證企業(yè)的正常運行以及企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要的現(xiàn)實意義。

1 我國DCS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

DCS的功能包括數(shù)據(jù)的采集和處理、對鍋爐爐膛安全進行監(jiān)控、模擬量和順序控制。就目前來看，我國的相當一大部分電廠的機組都已經(jīng)使用了DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)在我國的應用已經(jīng)有了十多年的歷史，作為分布式自動控制系統(tǒng)，完全適用于機組的熱工自動化系統(tǒng)。對于推動機組安裝調(diào)試過程，以及保證機組的安全經(jīng)濟運作具有重要作用。

對于DCS系統(tǒng)的組態(tài)以及DCS系統(tǒng)的應用軟件設計，隨著我國科技水平的不斷提高，我們已經(jīng)更能獨立承擔，不再完全依賴于國外，打開了自己進行現(xiàn)場調(diào)試和自己對系統(tǒng)的應用進行相關培訓的新局面。然而，由于我國的技術(shù)有限，工作量大，要求在進行系統(tǒng)設計時將重點放在系統(tǒng)的功能性方面。改變我國現(xiàn)在系統(tǒng)運行效率低的局面。

2 我國電廠熱工控制的現(xiàn)狀

我國的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)并不是很完善，所以我國的大部分機組監(jiān)控的相關軟件依賴于外國，相比之下，國外的各種設計參數(shù)更加合理，儀表和執(zhí)行機構(gòu)的運行能力比我國的可靠性更強。因此，我國大部分與DCS相關系統(tǒng)相關的軟件都采用進口的方式。

我國的技術(shù)相對落后，盡管我國已經(jīng)自己執(zhí)行DCS系統(tǒng)的程序編制，并且在整個編制工作的過程中，采用的都是國內(nèi)知名專業(yè)人士，尤其是在自動系統(tǒng)調(diào)節(jié)方面有很深造詣專家的設計，但是在系統(tǒng)的編程調(diào)試階段，技術(shù)上的精細程度的要求仍然達不到，這一缺陷可能使得整個系統(tǒng)在運作的過程中出現(xiàn)問題。

3 電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設計

DCS系統(tǒng)從本質(zhì)上來說之一種集散控制系統(tǒng)。比傳統(tǒng)的系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面更加優(yōu)化，屬于新型的控制系統(tǒng)。在計算機控制系統(tǒng)的輔助作用下，能根據(jù)現(xiàn)實情況隨時對系統(tǒng)內(nèi)部的軟件的工作環(huán)境進行改變。整個過程以微型計算機局域網(wǎng)為紐帶，從而實現(xiàn)對機組各部分的協(xié)調(diào)控制。和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，DCS系統(tǒng)更加安全，效率更高。DCS系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成。這四部分功能不同、性質(zhì)不同，相互之間存在著很大的差距，其中包括計算機、控制器、顯示器、和通訊器等，但從功能設計的角度來看，熱工控制DCS系統(tǒng)又分成其他不同的五部分。在我國，所有的熱工控制都屬于自動化控制的范圍內(nèi)。我國對于DCS系統(tǒng)已經(jīng)進行自主編制，但相對于外國的成熟的技術(shù)來說。我國的技術(shù)仍然比較落后，在某些方面仍然存在著很大的問題，并且難以得到解決。雖然部分技術(shù)依賴于進口，但是DCS仍在我國得到廣泛使用。

按DCS系統(tǒng)的功能設計分，分為SCS、DAS、DEH、MCS、FSSS五部分組成。

SCS為程序控制，能夠?qū)C組按照不同的熱力系統(tǒng)區(qū)分成幾個局部子系統(tǒng)，通過規(guī)定好的原則，對各個部分的狀態(tài)進行判斷，之后發(fā)出操作命令，使得機組的各個部分有條不紊的進行工作。SCS負責的部分主要是主機和輔機，對主機或輔機的開關機進行自動控制，并將過程中出現(xiàn)的參數(shù)進行保護，邏輯控制相對比較簡單，為了準確的完成人，必須與現(xiàn)場的實際情況相結(jié)合。系統(tǒng)設計的是否合理對輔機有著重要的作用，也影響著主設備的安全可靠性。DAS為計算機監(jiān)控系統(tǒng)，它被用于在線監(jiān)測整個生產(chǎn)過程并將這一過程中出現(xiàn)的有關的運算，以畫面的形式反饋給工作人員。對于操作準確性的提高以及整個機組工作過程的相關的運算具有很大的幫助作用。DEH能夠?qū)ζ啓C的轉(zhuǎn)速功率進行控制，能夠在發(fā)生故障時實施控制和保護。MCS的作用是進行整體控制，即模擬量控制系統(tǒng)。通過對生產(chǎn)過程中變量的控制，來對機器的負荷情況進行調(diào)節(jié)。FSSS是燃燒管理器系統(tǒng)。能夠?qū)﹀仩t的工作運行方式進行檢測，并且在此過程中進行不停地運算和判斷，當有情況出現(xiàn)時會及時發(fā)出指令，來保證過鍋爐的安全，把將要發(fā)生的事故扼殺在萌芽狀態(tài)，減少經(jīng)濟損失。

4 電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)的維護以及注意事項

4.1 定期對設備進行硬件維護

定期對設備的硬件進行維護，工作時常會出現(xiàn)某個部分或者某個組件不能正常工作，現(xiàn)場的技術(shù)人員要及時對設備進行檢查，分析機組出現(xiàn)故障的原因并進行及時的處理，如果技術(shù)人員的水平不能夠解決問題，可以讓現(xiàn)場的工作人員對現(xiàn)場的機器故障的情況進行統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結(jié)果交由專業(yè)的工作人員在安全措施準備得當?shù)那闆r下進行維修，通常情況下的機器故障是由人為操作不當造成的，只需要重啟機器就可以。

4.2 注意做好軟件部分的維護和問題預防

對于系統(tǒng)的軟件部分，要及時做好備份。使用前對軟件進行實地測試和檢測，包括檢測軟件的功能以及各個級別的權(quán)限，加強軟件病毒防御體系建設，建立相應的管理體制和規(guī)范，當出現(xiàn)故障時要及時進行排查，如果因為技術(shù)有限無法找到出現(xiàn)故障的原因，技術(shù)工程人員要快速的做出相應的計劃以及危機處理措施。

4.3 設備維護階段需注意的問題

如果設備正處于進行維護階段，要對設備做好隔離保護工作，同時在可能出問題的各個方面都做好萬全的準備，保證在問題出現(xiàn)的時候及時解決問題。這要求技術(shù)人員加強自己專業(yè)技術(shù)的學習，使自己面對在機器維護過程中出現(xiàn)的問題能夠及時進行處理，避免給公司造成損失。

4.4 提高現(xiàn)場總布線技術(shù)的水平

要將現(xiàn)場的總布線技術(shù)放在DCS設計過程的首要位置。布線過程中采用高速網(wǎng)絡通信技術(shù)，來保證數(shù)據(jù)的傳輸速度和傳輸質(zhì)量的同時提高數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡傳輸過程中的穩(wěn)定性。通過對電力熱工系統(tǒng)進行科學的布線來使整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加的優(yōu)化。給電廠提供可靠的技術(shù)保證。

5 總結(jié)

隨著經(jīng)濟水平的快速發(fā)展以及科技水平的不斷提高，DCS控制系統(tǒng)開始在各個領域得到應用，尤其在我國電廠熱工控制中用的越來越廣泛。為電廠熱工的安全性以及工作效率的提高做出了重要貢獻，同時也為其他各個領域提供了能對過程進行有效管理的控制系統(tǒng)。

DCS控制系統(tǒng)能夠滿足各個領域?qū)ぷ鬟M行有效控制的需求，具有良好的操作價值和使用價值。但我國的科技水平仍然有限，對DCS系統(tǒng)要求的提高迫使我們不斷對其進行開發(fā)和研究，減少對國外技術(shù)的依賴性，增強我國技術(shù)的自主性和創(chuàng)新性，提高DCS的操作過程中的精度、提高工作效率，是該技術(shù)更好的造福生活、造福社會。推動我國相關企業(yè)的發(fā)展。

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1004-7344（2016）28-0072-02

2016-9-18

黎偉彬（1989-），男，助理工程師，本科，研究方向為電力。