林國(guó)亮

摘要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)對(duì)能源的需求也越來越大。作為可靠清潔能源的電力能源需求更加明顯。電廠作為電力能源的重要供應(yīng)者，熱工控制系統(tǒng)越來越受到各界人士的關(guān)注，也逐漸向著自動(dòng)化的方向發(fā)展。在當(dāng)今階段，電廠的熱工控制系統(tǒng)已經(jīng)深入應(yīng)用了Dcs控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但使電廠的運(yùn)行效率大大提高，而且還促進(jìn)了我國(guó)電力事業(yè)的快速發(fā)展。所以，對(duì)電廠的熱工控制系統(tǒng)中應(yīng)用DCS進(jìn)行研究，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：DCS技術(shù);電力;效率;運(yùn)維;

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力企業(yè)面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，不斷進(jìn)行各領(lǐng)域的制度改革和技術(shù)創(chuàng)新，以增強(qiáng)自身的戰(zhàn)斗力，提高管理效率，保障企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。目前，電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)利用新型自動(dòng)化技術(shù)取得了巨大發(fā)展。主要表現(xiàn)在兩個(gè)部分，一部分，在機(jī)組中占據(jù)主要地位的DCS系統(tǒng)使得原有控制結(jié)構(gòu)出現(xiàn)巨大改變，另一部分，隨著火電廠運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)及總線技術(shù)的發(fā)展，熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的完善也充滿生命力。

一、DCS系統(tǒng)構(gòu)成

1.數(shù)據(jù)采集。在DCS系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集即計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，完成機(jī)組運(yùn)行中各類參數(shù)信息在線監(jiān)測(cè)及處理工作之后，以畫面形式傳遞，方便操作人員接收。除此之外，還能夠自動(dòng)報(bào)警和打印制表等，使DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的應(yīng)用更加準(zhǔn)確。

2.模擬量控制。在DCS中，模擬量控制系統(tǒng)的作用是控制汽輪發(fā)電機(jī)組鍋爐和汽機(jī)，實(shí)際操作中，可將其細(xì)化為機(jī)側(cè)模擬量和爐側(cè)模擬量。爐側(cè)MCS系統(tǒng)中包含機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，又涵蓋送、引風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽溫控系統(tǒng)、儲(chǔ)水箱水位控制系統(tǒng)等，其采用串級(jí)方式對(duì)鍋爐給水進(jìn)行全程控制，調(diào)節(jié)除氧器水位，并依托單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)其他方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.順序控制。依托熱力系統(tǒng)，將機(jī)組部分操作程序進(jìn)行子系統(tǒng)劃分，按照規(guī)定順序，科學(xué)判斷各裝置邏輯關(guān)系、運(yùn)行情況等，在該背景下，通過操作指令，對(duì)機(jī)組各設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)。順序控制系統(tǒng)既要監(jiān)控廠房主、輔機(jī)，監(jiān)視參數(shù)，還要實(shí)施聯(lián)鎖保護(hù)。盡管SCS系統(tǒng)相對(duì)比較繁雜，但其控制思路簡(jiǎn)單，應(yīng)用效果好。

4.數(shù)字電液調(diào)節(jié)。作為電廠熱控汽輪發(fā)電機(jī)組重要構(gòu)成要素，該系統(tǒng)主要被用來調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、功率，控制它的前壓力，并分別在機(jī)組啟停、故障狀態(tài)下，實(shí)施控制和保護(hù)。

5.鍋爐爐膛安全監(jiān)控。別名燃燒管理系統(tǒng)，當(dāng)鍋爐處于正常運(yùn)作和啟停狀態(tài)時(shí)，密切監(jiān)視各類燃燒系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等，經(jīng)過邏輯運(yùn)算、判斷等，使電廠鍋爐始終處于安全運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到良好的熱控效果。

二、DCS系統(tǒng)應(yīng)用

現(xiàn)階段，在電廠熱工控制系統(tǒng)中DCS應(yīng)用普遍，自動(dòng)化程度高。在火電機(jī)組中使用該系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)全面監(jiān)控鍋爐爐膛安全，并集中管理該過程中的各類信息。DCS控制系統(tǒng)除了能夠使火電機(jī)組運(yùn)行效率得到提升之外，還能夠?qū)﹄姀S熱工控制系統(tǒng)各類功能進(jìn)行靈活調(diào)整。采用專業(yè)方法，對(duì)其實(shí)施全方位保護(hù)，確保電廠熱工控制系統(tǒng)始終處于安全有序的運(yùn)行狀態(tài)。受技術(shù)及工藝制約，我國(guó)DCS系統(tǒng)在使用過程中仍然存在諸多問題，需要加大研究力度，不斷拓展該系統(tǒng)的控制功能，使其在電廠熱工控制系統(tǒng)中始終保持最佳應(yīng)用狀態(tài)。

三、DCS關(guān)于熱工控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

1.高度且穩(wěn)固的兼容性

處于工作運(yùn)行狀態(tài)下的電廠機(jī)組，具有一定的復(fù)雜性和難以預(yù)測(cè)性，牽一發(fā)而動(dòng)全身，需要對(duì)多方面的因素進(jìn)行綜合考量。在這一過程中，控制對(duì)象龐雜瑣碎，且涉及諸多干擾源、控制參數(shù)等，由于其呈現(xiàn)非線性特點(diǎn)，并在相互影響的過程中運(yùn)行，這大大增加了電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。DCS系統(tǒng)的優(yōu)化配置與合理應(yīng)用，則充分簡(jiǎn)化了各類高級(jí)控制算法，在確保電廠機(jī)組具備較高程度的自動(dòng)控制水平前提下，進(jìn)一步強(qiáng)化了系統(tǒng)的兼容性。

2.促進(jìn)DCS輔機(jī)控制

在DCS于電廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的實(shí)際應(yīng)用中，其適用于大機(jī)組及各輔助系統(tǒng)等多元化的應(yīng)用領(lǐng)域，并有效實(shí)現(xiàn)了各類操作的集中有效控制。在這一過程中，除了依托多種技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)輔機(jī)系統(tǒng)和主機(jī)DCS的連接外，還能實(shí)現(xiàn)與MIS系統(tǒng)的連接，如此一來，不但實(shí)現(xiàn)了人工成本的有效縮減，且有利于進(jìn)一步提高工作質(zhì)量和效率，奠定該管理系統(tǒng)前沿高端的行業(yè)技術(shù)水平。

3.優(yōu)化全程監(jiān)控

由于電廠工程設(shè)計(jì)工作量大、建設(shè)周期長(zhǎng)且過程復(fù)雜，涉及龐雜廣泛的利益因素，在這樣的操作背景下，大多企業(yè)采取對(duì)多數(shù)后備監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行關(guān)閉的措施以降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)和成本，僅保留少量停機(jī)開關(guān)。隨著信息化時(shí)代的深入發(fā)展，全CRT監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在各電廠逐漸得到了普及，除此之外，DCS大屏幕顯示技術(shù)應(yīng)用也漸趨廣泛，而DCS大屏幕顯示技術(shù)作為新型顯示技術(shù)，顯著優(yōu)點(diǎn)在于其在優(yōu)化人機(jī)界面的同時(shí)，無需過多監(jiān)控人員，實(shí)現(xiàn)人工成本的合理控制，這對(duì)于穩(wěn)固電廠的基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)、把控企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力有著重要作用。

4.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能I/O

一些生產(chǎn)廠家已研發(fā)出遠(yuǎn)程智能I/O，該系統(tǒng)主要由智能前端、計(jì)算機(jī)適配器、現(xiàn)場(chǎng)通信總線構(gòu)成。智能前端的本質(zhì)為測(cè)控裝置，主要功能在于測(cè)量電熱阻，準(zhǔn)確性高，除此之外，還能夠?qū)D和DA進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)換。其作為一種獨(dú)立系統(tǒng)存在;適配器的功能在于對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合管理，確保其協(xié)調(diào)性，它還能夠與主控系統(tǒng)信息進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)換;現(xiàn)場(chǎng)通信總線通過全數(shù)字串行通信，全面支持主體、廣播式及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)等工作方式。遠(yuǎn)程智能I/O的優(yōu)越性在于使DCS系統(tǒng)更加安全，并兼容現(xiàn)場(chǎng)總線。

四、DCS在電廠熱工控制系統(tǒng)中的管理維護(hù)

1.硬件管理與維護(hù)

（1）常規(guī)情況下，無論輸入模塊，還是輸出模塊故障，都離不開系統(tǒng)的診斷和修復(fù)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)通過模塊更換的方法對(duì)故障問題進(jìn)行解決。因普通技術(shù)人員對(duì)儀表制作核心技術(shù)缺乏認(rèn)識(shí)，加之，其自身理論水平有限，很難對(duì)內(nèi)部元件老化造成的熱工控制模塊故障問題進(jìn)行準(zhǔn)確判定。大多數(shù)時(shí)候，輸入輸出模塊故障都發(fā)生在運(yùn)行或者調(diào)試過程中，模塊更換難度大，需要安排專業(yè)生產(chǎn)廠家嚴(yán)格執(zhí)行模塊維修工作。（2）診斷或修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障時(shí)，當(dāng)某一設(shè)備或者組件出現(xiàn)異常情況，工作人員需要在第一時(shí)間對(duì)故障問題進(jìn)行排查，深入剖析故障原因，并采取專業(yè)方法對(duì)其進(jìn)行科學(xué)處理。設(shè)備故障的診斷和修復(fù)工作非常嚴(yán)謹(jǐn)，專業(yè)要求高，工程技術(shù)人員完成故障報(bào)告接收工作之后，既要嚴(yán)格執(zhí)行各類安全保障措施，又要對(duì)技術(shù)維修工作加以兼顧。

2.軟件管理與維護(hù)

除了備份應(yīng)用軟件之外，還要對(duì)應(yīng)用軟件具體變化情況進(jìn)行嚴(yán)格記錄，記錄過程一定要嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范;全面系統(tǒng)深入測(cè)試軟件功能，尤其要嚴(yán)格檢測(cè)各級(jí)別權(quán)限;嚴(yán)格規(guī)范管理各類軟件，根據(jù)實(shí)際需要，在第一時(shí)間更新修改各類軟件;部分設(shè)備處于運(yùn)行階段或者維修狀態(tài)，需要選擇科學(xué)的方法，對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和隔離;操作站運(yùn)行過程中也會(huì)發(fā)生一系列故障，該背景下，既要保證操作員監(jiān)測(cè)工作的正常開展和操作站的有序運(yùn)行，還要兼顧故障排除和維修操作。針對(duì)一些排除難度比較大的故障，要依據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，優(yōu)選正確的方法對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格排查;當(dāng)操作員站不能夠正常運(yùn)行時(shí)，要及時(shí)通過斷電的方法，或者對(duì)電路控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，停止運(yùn)行;不斷完善軟件、設(shè)備監(jiān)管制度等，使軟件運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定。選擇有效的方法，消除中央處理器、設(shè)備電源燈故障問題，縮短故障處理時(shí)間。

結(jié)語：

綜上所述，電能需求的增加，使得電廠運(yùn)行更加安全穩(wěn)定，將DCS應(yīng)用到電廠熱工控制系統(tǒng)中，效果極佳。電力工作人員要結(jié)合電廠運(yùn)行要求及實(shí)際情況，對(duì)DCS構(gòu)成和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)等具備清晰的認(rèn)識(shí)，分別在電廠熱工控制系統(tǒng)軟硬件維護(hù)中加以應(yīng)用，提高電廠熱工控制系統(tǒng)性能及日常運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，為人們提供優(yōu)質(zhì)供電，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本控制及效益提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊永春.探索熱工控制系統(tǒng)中DCS的應(yīng)用與管理方法.2019.

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