电厂热工控制DCS系统应用

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（1.北京京能清洁能源电力股份有限公司北京100028；2.内蒙古上都发电有限责任公司内蒙古027200）

摘要：随着科技进步，DCS应用到电厂热工控制系统中，参与电厂运行与调试，提高了热工控制系统运行效率，对电厂现代化发展起到了重要推动作用。本文就此简述电厂热工控制DCS系统应用。

关键词：电厂；热工控制系统；DCS系统；应用

1.DCS概述

在上世纪八十年代中期DCS控制系统最早应用于美国，后来在工业技术不断发展和创新过程中，DCS控制系统在应用过程中不断完善，不仅积累了丰富应用经验，也开始向更广范围拓展，已不仅仅应用在锅炉和汽轮机的热工监督中，在发电机组发电、配电及供电过程中的应用也日益广泛。

2.DCS发展

DCS控制系统应用技术日趋完善，DCS控制系统功能现已从横向和纵向两方面取得了较好的拓宽。在纵向延伸上，现场总线技术开始出现，这是一项具有开放性、数字化和多节点的通讯技术，主要以智能化的现场设备和系统为主，经过现场的设备和数字量信息运转中进行交换，完成双方之间的控制和共享，有效避免单一电缆单一传输过程中存在问题。现场技术的出现，主要是因为现场模仿外表在应用过程中存在速度慢、成本高、精准度低的问题，且无法与数字技术计算机控制现状相匹配，因而将DCS控制系统应用到仪表设备中，完成控制功能块有效组合。这项技术尚没有统一标准作运转依据，还需进一步推进。

3.DCS系统的特点

DCS系统具有很高的可靠性，并且具有较好的监督功能和拓宽性，更便于进行编程，在系统维护方面也具有较好的便利性。

3.1监督与拓宽方便

DCS控制系统具有人机交互界面，通过高智能操作员站现场操作，全部操作过程可视化。递阶数据通讯网络系统由高集成化硬件、模块化设备接口、标准化、灵活性系统，有效完成通讯分层化，为分散控制系统拓宽功能提供便利条件。

3.2可靠性高

在DCS系统中，主要依托于DCS构造可以确保系统的可靠性这一理念，DCS构造主要经过DCS的系统功能和DCS的地理位置这两方面表现出来，即使运转过程中有些设备存在故障，别的设备也可以继续正常运转。一些关键设备还进行了冗余配置，即在控制器、电源及通讯设备中设置冗余设备，在一定程度上有效提高了系统可靠性。运转过程中一旦主要设备出现故障，备用设备可以顶替主设备继续运转，确保系统运转连续性。

3.3编程简单维护便利

DCS控制系统以自动生成文件来控制图形界面、功能码控制组态做修改，使编程更为简单，且有较好编程质量。处理具有自我确诊功能，系统运转过程中自确诊程序也会同时运转，方便了系统维护。

4.DCS在热工控制系统中应用

4.1辅机DCS控制

电厂已经具备在大机组上合理应用DCS技术的基本条件。在辅助系统方面，对于除灰、处理化学水以及除渣等操作的集中控制，也能够采用不同的技术方案，将辅机系统和主机DCS连接起来是最为直接有效的一种方法，从而采用较为集中的方案；除此以外，另外一种方法即为使其相对集中以后，再将其与主机DCS及M1S连接起来。这样不仅可以降低人工成本，提高效率，而且还能够有效提高技术水平以及管理质量。

4.2远程智能I/O

目前很多DCS控制系统生产厂家都已经开发出远程智能I/O装置，此装置主要包括三部分，分别是智能前端、计算机适配器以及现场通讯总线。智能前端是一种测控装置，通常在生产现场安装，不仅能合理变换、准确测量电热组，还能完成AD、DA转换。作为独立系统，智能前端具有现场总线产功能；通讯适配器整个网络协调及综合管理，实现与主控系统间信息转换；而现场通讯总线采用全数字串行通讯，支持主体与点对点、对多点、广播式工作方式，与当前现场总线产品基本相同。实践证明，远程智能I/O可以有效提高系统安全性，还兼具很多现场总线优势。

4.3强化控制力

通常大型火电机组要控制很多单元，被控单元常具备较多干扰源与控制参数，还具有非线性、延迟大、互相影响的特点，一定程度上使电厂自动控制系统设计难度增加。应用DCS控制系统后，电厂可有效完成较复杂或高级控制算法，如神经元、自适应控制、非线性控制等，大大提高电厂机组自动控制能力水平。

4.4全程化监控

DCS可以有效促进电厂运行的安全性以及可靠性。在目前的工程设计当中，大部分的后备监控设备都已被取消，仅仅有几个可以紧急停机的开关被保留下来。在不久以后，电厂将会采用火电机组的全CRT监控技术；除此以外，DCS还采用大屏幕显示技术，这样就有效优化了人机界面，大大降低监控人员数量，降低成本，使得电厂的经济效益大大提高，同时还有效保证了电厂运行的安全性。

5.电厂热控DCS控制保护回路误动作处理措施

5.1完善电力热控装置管理制度

在进行数据库信息修改之前，必须要对相关的应用软件进行备份和保存。在软件更新或修改过程中必须严格地遵守相关操作规范，详细记录、修改更新过程。所使用的计算机必须要做好病毒防范工作，对于没有经过测试和检验的软件坚决不允许采用，保证系统发生故障时，系统内的部分监控仍然可以正常运转，直至故障排除。在进行相关设备维护过程中，必须做好相应隔离措施，避免整个系统因为误动作而出现连锁反应。

5.2应用可靠技术、元器件

选择安全、可靠以及应用成熟的热控元件提高系统控制回路可靠性。很多企业根据自身的实际需要以及成本控制的要求，通常会采用一些成本相对较低的元器件，对系统运行产生了不良影响。保证系统核心元器件质量，可以有效避免系统误动作发生率，优化自诊断功能。

5.3增强DCS系统抗干扰能力

尽可能地提升DCS系统的整体抗干扰能力，从而确保整个系统的安全稳定运行。一般情况下DCS系统抗干扰能力的提高，主要是从电缆的抗干扰性、信号的防干扰以及系统接地等几个方面实现的，就该系统而言，接地地点必须要选择正确的位置，同时对于接地系统以及接地方式不断地进行完善。一般情况下，必须选择截面大于20MM，且接地电阻小于2欧姆的通道线进行接地，同时，接地位置尽可能地选择在距离建筑物15米远的位置，而且必须保证DCS系统接地点与强设备之间的距离在10米以上，才能最大限度地提升该系统的抗干扰能力。

5.4优化DCS电源切换

DCS系统供电电源是两路独立的冗杂电源，在进行两路冗杂电源切换中，有可能引发设备电源故障，而这一问题在实际生产过程中很容易被忽略。通常情况下，电源切换的电力是由两个继电器组合发挥效用，每个继电器承担整个电源一半负荷，一旦其中任何一条电路出现电压波动就会出现电源环流现象，从而造成整个DCS系统发生失电状况。进行DCS电源切换首先要将一路电源作为主要负载电源，另一路电源作为辅助电源，在无故障情况下，整个系统供电由主电源完成，确保整个系统在电源切换时安全可靠。

5.5提高电力热控装置运行水平

对一些较为重要的执行设备电源进行相应冗杂设计，同时将一些比较简单的信息设置在卡件上，确保所获取测量信号的准确性，避免误动作发生。一旦系统模块出现故障，必须及时做故障诊断，及时更换故障模块，必须定期的进行系统维护和检修，确保整个系统正常稳定运行。

结束语

DCS在集中式控制系统的基础上发展而来，随着技术进步，DCS系统也在不断完善与发展，在日新月异的今天，相信不久的将来，DCS系统会带给我们新的惊喜。

参考文献

[1]皮博源.浅谈DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].科技创新与应用,2015(19):105-105.

[2]王彦驰,荆本波.电厂热工控制DCS系统设计与运用探讨[J].城市建设理论研究:电子版,2015,5(13).