DCS在热源厂中的应用

DCS在热源厂中的应用

刘献华

河北世元工程咨询有限公司，河北 保定 071000

摘要：DCS是达成无缝集成目的的一个自动化系统，能够在所有工业领域得到应用，包括过程、制造、混合、所以涉及制造及过程自动化产品等的工业，它属于相对先进的过程控制系统之一，也是一个全集成系统，具备的突出特征体现在典型过程组态上。文章主要是分析热源厂中DCS的实践应用，就DCS构成、特征进行了探讨，应用中发现该系统的运行，存在高效、实用、稳定等突出优势，所以值得推广。希望本文分析，可以为有关人员工作的优化提供借鉴。

关键词：DCS；热源厂；应用；实践

过去，社会上所用采暖方法都是以分散小锅炉的形式为主，这种方式会极大程度地影响生态环境，并且在现代化城市建设发展中，这种方式与社会节奏的不符也越发凸显，随之开始逐渐被取缔。而全新大型热源厂的集中供应随之涌现，集中供热的过程十分复杂，涉及众多设备，也有着广泛的管道分布情况，其中也会有诸多参数产生，也有极大的变量，在利用人工方式进行控制的过程中，会面临较多的可变因素。为了达成节能降耗的目的，为热源厂运行更安全、更可靠提供保障，有必要从自动化角度来控制生产过程。这一方面可采取的一种有效控制手段就是DCS，该系统的应用利于人、财、物的节约，也可以极大限度保障锅炉安全运行。

一、DCS系统的构成

DCS是一种用于工业自动化控制的系统。在热源厂中，DCS系统通常包括以下组成部分：第一，控制器。负责实时监测和控制热源设备，如锅炉、发电机等。控制器可以是集中式的或分散式的，用于执行自动化控制算法。第二，输入/输出模块。用于连接传感器和执行器，收集环境数据并向设备发送控制指令。第三，人机界面（HMI）。提供操作员与DCS系统交互的界面，显示实时数据、状态和报警信息，操作员可以通过HMI进行监控和控制[1]。第四，通信网络。连接各个控制节点的通信网络，使各个部分能够实时交换数据。

二、DCS系统的特征

DCS系统之所以存在诸多优势，主要是因为它的特征相对特殊。具体如下：首先，分散性。DCS系统采用分散的控制架构，将控制任务分布在不同的控制器和设备上，以实现高度分散的控制和监测。其次，集成性。DCS系统能够集成多种设备和控制功能，使各个部分之间能够协同工作。另外，灵活性。DCS系统可以根据实际需要进行配置和扩展，支持不同规模和复杂度的工程。最后，实时性。DCS系统具备实时监测和控制能力，能够快速响应系统变化。

三、DCS系统的功能体现

第一，实时监测与控制。DCS系统能够实时监测设备运行状态、环境参数等，并根据设定的控制策略进行自动控制。第二，报警和故障处理。DCS系统可以监测设备运行中的异常情况，并及时发出报警信息。同时，也提供故障诊断和处理的功能。第三，数据采集和存储。DCS系统可以采集大量实时数据，并将其存储以供后续分析和决策[2]。第四，远程操作与监控。DCS系统支持远程操作和监控，使操作员可以远程访问系统，进行监控和控制。

四、DCS系统在热源厂的实践应用

（一）控制系统

第一，数据采集与处理系统。这一系统主要是采集、处理锅炉各方面的测点、信号，之后将及时的运行信息提供给有关操作人员，从而为锅炉运行安全性提供保障。它的功能主要体现在显示、制表记录、查询并储存历史数据等多方面。

第二，模拟量控制系统。此系统主要是在生产过程应用，属于多变量系统之一，系统之间存在的关系是互相影响、互相关联，其中几个调节参数会会同时影响每一被调参数，而每一调节参数也会给几个被调参数带来同步的影响。例如，一台锅炉中，部分控制范围主要涉及锅炉燃烧及负荷调节、风烟自动调节等多个系统，而以上控制系统所携带的一个突出功能就是连锁保护，有助于误操作、误动作的防控，能够为锅炉正常运行提供一定保障[3]。

第三，顺序控制系统采集和出路。此系统应用的目的主要是在于锅炉启停中，将操作人员常规操作有效减少、或取消，并将机组起停时间有效缩短。它涉及的控制范围主要有室内监控、机组所有辅机等多方面的控制工作。启动、工作环节，任意台故障问题出现的情况下，该系统都能够将对应连锁的电机停止，并且在锅炉出水水温超过上限、压力低限两方面参数的情况下，为了给锅炉运行的安全性提供保护，会有相应的报警发出，也会达成顺序停炉目的。

（二）人机接口

人机接口涉及的构成部分较多，具体体现在以下多个方面，且为了促进系统稳定性的提升，电源采用的模式主要是双电源。其中操作员站主要是为有关运行人员监控锅炉工况提供便利，一般热源厂存在的操作员站数量较多，而不同操作员站也会分别对应相应数量的锅炉、公用系统等，操作员站的每一界面用户名、密码都相对独立，可以为运行人员操作、管理工作的开展提供便利。对于工程师站来说，一般是在编辑、修改系统组态及编程等方面应用，它借助网络能够在操作员站下载工程师站所生成画面，也有助于历史数据的离线查询[4]。对于服务站来说，它主要是采集、存储锅炉运行数据，为操作员站、工程师站访问提供便利。一般服务器会配备两台的数量，其中一台是当前使用，而另一台则为备用。对于主控室来说，其内存在着锅炉及供应系统相对应的仪表柜，上面的数据显示十分重要。主控制室与DCS为两个互相独立的系统所在，有问题出现的情况下，能够进行随时的切换，从而避免给锅炉正常运行造成。

对于系统总体网络来说，主要分为控制层、信息层两个方面。其中控制层基于网络的应用，会链接控制站及操作员站等，而网络方面都是以冗余的形式为主，能够使断网所引发的不安全隐患得到有效防控[5]。对于信息层来说，它能够借助TCP/IP以太网，向厂级办公部门方面扩展，也能够借助远程拨号的方式对热源厂实时生产状况、各历史记录等进行了解，也可以达到远程诊断的目的。

（三）现场设备

现场涉及的设备一般包含热电偶、热电阻、变送器等等，而上述设备所产生数据会向主控模块柜传输，之后可以在操作员站界面上进行清晰显示。

五、DCS在热源厂中的应用展望

随着工业自动化的不断发展，DCS在热源厂的应用将会更加广泛和深入，也有望实现以下发展：第一，智能化管理。DCS系统可以集成先进的人工智能和数据分析技术，实现更精细的设备管理和优化。第二，能源效率提升。DCS系统可以优化设备运行策略，降低能耗，提高热源厂的能源效率。第三，远程维护。DCS系统的远程操作和监控功能可以支持远程维护，降低维护成本和风险[6]。第四，数据驱动决策。DCS系统采集的大量实时数据可以为管理层提供数据支持，用于决策和规划。总体来说，DCS在热源厂中的应用将会更加智能化、高效化和可持续化，为热源厂的运营和管理带来新的机遇和挑战。

结束语：

目前来看，热源厂中关于DCS的应用已经越来越成熟，为锅炉安稳运行提供了极大的保障，且人、财、物也得到了极大节约，尤其是在节约型社会的建设中，发挥的作用不容小觑，需要引起重视。

参考文献：

[1]薛利民.DCS在热源厂中的应用[J].山西建筑,2017,43(19):125-126.

[2]林舒宜,张炳伟.DCS系统在热源厂中的应用[J].自动化与仪表,2012,27(8):45-47.

[3]张健.谈自动化技术在热源厂中的应用[J].山西建筑,2018,44(3):127-128.

[4]张飞飞,翟爱龙.DCS在城市集中供热泵房中的应用[C].//2019供热工程建设与高效运行研讨会论文集.2019:1038-1040.

[5]齐越,张丽丽,王晨.Twido PLC在热源厂灰浆泵控制系统中的应用[J].才智,2011(1):77-78.

[6]朱富有.DCS在轻烃分馏系统中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2012,33(8):48.