DCS在电厂热工控制系统中的应用分析

DCS在电厂热工控制系统中的应用分析

管赟

陕西能源赵石畔煤电有限公司 陕西省榆林市 719100

摘要：DCS又称集散控制系统，被广泛的应用于电力、冶金、钢铁、煤化工等。以火力发电厂为例，DCS可实现运行设备的数据采集、反馈控制、数据通讯、逻辑判断、远程控制等功能，同时可以进行设备运行状态实时监控，既提高了生产效率，也降低了安全事故发生几率，而且能有效的提高管理水平。基于DCS这项技术的优势，电厂还需不断进行优化完善，以此发挥其最大价值，为电厂热工控制系统的运行营造良好环境，为火力发电机组的安全稳定运行保驾护航

关键词：集散控制系统；火力发电厂；热工控制系统；安全稳定运行

0前言

我国工业化历经数十年的发展历程，在漫长的发展历程中逐渐提高工业自动化的水平，在工业化发展期间DCS技术发挥了重要的作用。DCS这项技术具有适应性较强、应用灵活以及可靠性好等特点，因为该技术的优势显著，使其广泛的应用到各个领域。在火力发电厂热工系统中DCS技术的应用是最具有代表性额。应用DCS技术构建系统，可以轻松实现相对繁琐的控制算法，同时一定程度上提高了系统的抗干扰能力，进一步提高了工作效率，相应降低了运行操作人员的工作负担，提高了各类设备的使用寿命，为火力发电厂创造了更多的效益。

1、DCS系统概述

DCS控制系统具有集散性特点，其与过去常使用的控制系统之间有很大的区别。过去使用的DCS系统被叫做4C技术，是经过计算机控制系统的改造与升级，需要更新软件和运用全新的工作思维才能够很好的完成电厂管理工作。而当下所使用的DCS系统则是以局域网络的模式开展各项工作，具有很强的安全性与实效性，可实现对系统的全面控制与监管。目前DCS系统在我国电力产业中逐步普及，尤其是在电厂的热工控制中被广泛的应用，如，人机交互技术的使用、高速网络通信技术与DCS系统的结合等，优化了电厂DCS系统的运行效果，对电厂经济以及全面的发展产生积极的影响。因此，各电厂需提高对DCS系统的重视度，引进该项技术，并且采取适合举措运用和优化DCS系统的功能，发挥其最大的应用价值。

2、DCS在电厂热工控制系统中的应用价值

2.1提升系统的兼容性

电厂热工控制系统实际运行期间，可对多个对象实施管控，面对的对象具有很多干扰源以及参数，各干扰源与参数相互之间也会产生很大影响，这便增加系统的设计难度。使用DCS技术来构建控制系统，利于完成相对繁琐的控制算法，增强系统的接地控制能力，使系统的兼容性得到提升^[1]。

2.2便于对辅机的控制

辅机系统在建设期间，还需集中的对灰渣等不同操作实施管控。在使用DCS技术期间，把辅机系统和主机联系到一起，使用集中性方案，优化和完善各项功能，也可尝试把MIS和主机连接到一起，减少独立系统在运行期间的成本支出，提高各类设备运行效率，保证技术的应用水平与管理质量。

2.3实现全过程监控

DCS技术应用时，构建控制系统能够提升电厂运行稳定性与安全性，实现安全生产的目的。因为系统设计时，一些后备的监控设备逐渐被取消，单纯的保留部分手操作的开关，以此确保设备使用安全性。电厂使用DCS技术，实现了全过程的监控，通过构建一个综合性的监控体系，对电厂具体运行情况、各个设备的运行情况实施管理，突破时间和空间的限制，也节省人力和物力的支出。

使用大屏幕显示这项技术，可优化人机界面的功能，不再需要大量的监控工作人员，控制工程建设经济支出，提升电厂生产效益，利于电厂长远和稳定的发展。

3、DCS在电厂热工控制系统中的应用

3.1硬件管理及维护中的应用

在正常生产环境下，若是系统的输入以及输出模块出现了故障，故障的解决大多数是利用自我修复处理的。在发现系统模块故障之后，及时更换模块就能够实现处理故障的目的。同时，通过分析整个过程也会发现因为部分技术人员对仪表职责以及信息技术了解不够充分，使其在系统运行期间并不能够及时的发现并且精准的判断具体导致热工控制模块的故障是不是由于内部元件的老化或者其他原因引起。而且在大部分情况下，系统的输入以及输出模块所出现的故障主要是出现于运行和调试环节。所以，生产厂家还需要对整个模块进行及时的维修和处理。其二，在现场设备故障的诊断与修复期间，若是发现设备模块出现故障，还应在第一时间来排查故障，然后依据故障的报告书，在依据安全操作标准的基础上，实施技术性维修等故障^[2]。

3.2现场总布线与DCS系统的应用

单一就DCS系统来说，现场总部现技术的使用会对整个系统带来一定影响。所以，应用期间需要给予足够的重视，特别是在现场的总布线期间，要从主要架构以及多点数字通信的特征等不同方面着手，良好的把数据链路以及网络物理层在应用到通信协议栈的应用层，这样便于控制系统和现场智能设备的连接，使其成为被居于工业管控的通信系统。

若是从DCS系统的角度分析，和现场总部现比较来看，DCS系统的维护需要更多的资金作为支撑，并且借口的兼容性很差。所以，在应用期间，能够利用现场总布线技术的应用，把其应用到DCS系统的建设中，可对现场的局部控制系统的整体架构进行优化，为电厂系统稳定的运行做保障。

考虑到一些电厂的热工系统内部汽轮机系统、锅炉系统均是独立控制方式，因此，此时为了可以把以往电厂的热工控制系统改造成独立运行DCS系统，还需在操作期间把看场的总布线标准作为改造依据，把独立系统良好的应用到DCS系统之中，在该操作完成过后，在现场布线时预留出汽轮机与锅炉系统的接口，保证DCS系统可以对上述各个设备进行管控，促使DCS系统更加的实用，保证系统的通用性。

3.3网络通信技术的应用

电厂热工控制系统所应用的DCS技术做构建的系统把网络技术作为技术支撑，运用高速网络通信技术，利于改善DCS系统的网络质量，确保网络数据传输效率及稳定性。由于电厂所使用的集散系统其中时常会出现不确定的延迟性及网络风暴与网卡溢出等各类问题导致出现网络数据拥堵，对集散控制系统的运行以及数据的传输产生很大影响。伴随电厂生产规模的逐渐扩大，这种影响会越来越突出，针对此类问题，可以采取如下举措来解决：

首先，在原有的以太网网络系统基础之上，利用网络流量的控制技术（如，SNMP与SFLOW这两种监测技术）来搜集网络流量的信息，并对信息中数据参数进行分析，尝试建立和现实需求相互吻合的流量模型，便于对数据及资料进行实时的采集^[3]。

其次，升级和优化网络系统。使其功能更加的健全与完善。把事件触发为基础的TCP以太网与IP以太网络系统升级为以时间为基础的TTE网络系统。通过这一行为，处理改变之后，会事件触发变为时间触发，然后伴随系统不断深入，把信息任务经过要求的适当调整实现了定时发送，同时在发送过程中也得到了全局时钟管控，确保数据信息传输的有效性与全局性，以免产生数据和物理链争抢的现象。通过上述举措的实施，加强DCS系统整体运行的性能，提升整个系统的运行效果。

结束语：DCS系统不仅具有较为清晰的控制结构与稳定性和可靠性，也能够结合生产全过程的实际需求灵活扩展，便于维护。也正是因为这样DCS系统成为化工企业与火力发电厂的主流控制系统。电厂热工控制系统应用DCS系统，实现对辅机的控制及全过程的监控，便于掌握整个热工控制系统及各设备的状态，结合现状进行实时的管理。此外，热工控制系统在运行期间，需要对多个对象实施管控，每个对象的干扰源偏多，彼此之间会产生很大影响，这增加系统设计的难度。但是使用DCS技术来搭建控制系统，能够完成相对繁琐控制算法，增强系统的控制能力，使系统具有更强的兼容性和抗干扰能力。

参考文献：[1]张相东. DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J]. 电力设备管理,2020,(12):78-80+96.

[2]陈怀波. 在电厂热工控制系统中DCS的应用与管理维护[J]. 科技风,2019,(15):182.

[3]龙文明. 浅谈DCS在电厂热工控制系统中的应用管理维护[J]. 中国新技术新产品,2019,(07):19-20.