DCS系統(tǒng)在熱電廠自動控制上的應用研究

畢勝紅，梁 靜

（中國華電石家莊熱電有限公司熱工車間，河北 石家莊 050041）

DCS系統(tǒng)在熱電廠自動控制上的應用研究

畢勝紅，梁 靜

（中國華電石家莊熱電有限公司熱工車間，河北 石家莊 050041）

DCS系統(tǒng)在熱電廠中被越來越廣泛的應用，文章在介紹DCS系統(tǒng)特點的基礎上，從硬件維護和日常管理兩個方面研究了該系統(tǒng)在熱電廠自動控制中的應用。

DCS系統(tǒng)；熱電廠

1 DCS系統(tǒng)的特點

DCS系統(tǒng)是以微處理器為基礎，再結(jié)合計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、過程控制技術(shù)以及CRT顯示技術(shù)等共同構(gòu)成的新型控制系統(tǒng)，它的出現(xiàn)和應用改變了熱電廠傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，改善了勞動條件，降低了能耗，為發(fā)電機組經(jīng)濟安全的運行提供了保障。其特點體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 功能分層體系

DCS系統(tǒng)層次化的特點，其分散控制的理念、集中操作的管理都可以幫助運行人員方便的獲得機組的綜合信息，并且能夠分散控制系統(tǒng)的危險因素。DCS在熱電廠的應用中，其功能體系通常由過程控制級和過程管理級共同組成。過程控制級又叫直接控制級，其與現(xiàn)場的變送器、溫度儀表以及執(zhí)行器等各類設備直接連接，以采集和處理相關現(xiàn)場數(shù)據(jù)，再通過過程管理級和總線進行信息交換；而過程管理級則包括操作站、工程師工作站以及監(jiān)控機算機等，它對過程中各個站點的信息進行綜合監(jiān)視，通過集中顯示操作控制參數(shù)組態(tài)、回路修改以及優(yōu)化過程處理。

1.2 功能齊全，操作方便

DCS系統(tǒng)可以提供操作顯示、棒狀圖顯示、成組顯示以及趨勢顯示等多種顯示畫面，而且具備報警提示、制表記錄、操作指導以及歷史數(shù)據(jù)的檢索和儲存功能。運行人員可以利用其多層顯示的結(jié)構(gòu)對整個生產(chǎn)過程進行全程控制的監(jiān)視，還可以根據(jù)計算機的事故追憶功能以記事件的順序記錄功能，迅速判斷出事故的原因，并進行及時處理，還減少了停機時間。并用DCS系統(tǒng)具備強大的軟件功能，可以通過復雜的保護和控制功能保護機組可靠、安全的運行。由于DCS系統(tǒng)界面操作人性化，操作人員可以利用軌跡球、鍵盤以及鼠標等不同的輸入設備對機組進行控制或者系統(tǒng)組態(tài)和修改，并且系統(tǒng)對于操作指令的反應也非常迅速。

1.3 可靠性高

無論是從元器件的選擇、電路的設計還是系統(tǒng)的配置以及軟件的實現(xiàn)，DCS系統(tǒng)的可靠性都非常高。在系統(tǒng)設計方面，該系統(tǒng)采用冗余、容錯技術(shù)，過程處理器、電源和通訊總線。一般的冗余配置，當單項出現(xiàn)故障時不會影響系統(tǒng)的整體運行。重要的輸出輸入通道冗余設置分配在不同的模件上，各操作站之間互為備用。

1.4 組態(tài)靈活，便于擴展

DCS的操作系統(tǒng)具有開放的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，組態(tài)直觀靈活，方便擴展，這些特點用在熱電廠的改造和擴建中，可以縮短工期，減少投資，節(jié)省了工程的成本。

1.5 自動調(diào)節(jié)功能

DCS系統(tǒng)的控制策略和控制理論較先進，對于常規(guī)儀表無法實現(xiàn)的自動調(diào)節(jié)功能，它可以輕而易舉的完成，提高了自動調(diào)節(jié)的投入率和主參數(shù)的控制精度，能夠節(jié)約能源，提高效益。

1.6 強大的通信功能

DCS系統(tǒng)各個控制站點通過總線連接，不但能實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享，而且可以與其它的系統(tǒng)進行通迅，實現(xiàn)信息的交換，節(jié)約了控制電纜、變送器以及一次元件，減少了配件的數(shù)量和種類，降低管理維護的費用和工作量。

2 DCS系統(tǒng)的硬件維護

2.1 過程通道

I/0模塊的故障是通過系統(tǒng)自帶的診斷功能來判斷的，處理方法通常是更換模塊，如果是由于其內(nèi)部元件陳舊、老化等問題而造成的故障，則電熱廠的操作人員不易判斷出來。一般出現(xiàn)這種故障時要把I/0模塊送回廠家進行檢修，因為熱工檢修人員受到技術(shù)水平以及儀表廠家核心技術(shù)保密等原因的限制，無法像檢修常規(guī)的儀表那樣得心應手。I/0模塊的設計趨于一體化，因此I/0模塊的備件要充足。I/0模塊故障大多出現(xiàn)在調(diào)試時期以及運行初期。

2.2 操作員站死機

每種DCS系統(tǒng)都會或多或少的出現(xiàn)操作員站死機的故障，無論是卡件或者硬盤故障，還是冷卻風扇的工作異常等都會造成操作員站的死機故障。有時故障也是人為造成的，通常在下裝軟件、修改控制邏輯以及重啟設備時都容易發(fā)生故障，輕則引起設備異常，重則設備停運。所以運行人員在操作員站、工程師站的操作時要特別加強注意，以防止發(fā)生人為操作故障。

2.3 就地設備

診斷處理就地設備的故障與常規(guī)的故障處理方法沒有太大區(qū)別，只是控制設備或者一次元件出現(xiàn)故障時不易被發(fā)現(xiàn)，這主要是由于顯示畫面過多，無法全部顯示造成的，只有當機組異?；蛘叱霈F(xiàn)報警時才會被發(fā)現(xiàn)，因此對于運行人員以及檢修人員的素質(zhì)要求就要提高。運行人員要詳細的介紹故障前后的狀態(tài)，以便于熱工人員準確及時的處理故障缺陷；而熱工人員要掌握熱力設備的原理，再根據(jù)運行人員所提供的信息對故障進行處理分析。DCS系統(tǒng)的模塊多數(shù)都支持熱插拔，不過也不能隨便插拔，實際操作時也應做好安全防護措施。

2.4 干擾問題

主要的干擾問題就是接地問題，大功率的無線電設備、備用電源的切換，還有DCS系統(tǒng)自身的干擾信號等。DCS系統(tǒng)的接地一般廠家要求比較嚴格，因此也應引起熱電廠運行操作人員以及相關人員的重視。當DCS系統(tǒng)的供電電源、系統(tǒng)信號或者設備本身出現(xiàn)問題時，DCS系統(tǒng)接地后可承受過載電流，將其導迅速的導入大地，并且可以為I/0信號提代屏蔽，以消除電子噪聲的干擾，防止設備靜電積累或者外殼帶電，防止對設備的損壞和對人的觸電傷害。

3 日常管理

3.1 應用軟件要及時備份

日常管理中要對應用軟件做及時的備份，小范圍的改動可以做記錄，如果修改數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，不但要將數(shù)據(jù)副本保存在工程師站，還應有其它的備份盤。

3.2 功能試驗以及軟件檢查

要對DCS系統(tǒng)中全部軟件的功能進行試驗，并要檢查各級對應的權(quán)限。DCS系統(tǒng)的應用軟件和系統(tǒng)軟件要進行規(guī)范化管理，制定出相應的軟件更新、修改、升級等要履行的審批授權(quán)制度和責任人制度等。在對軟件進行更新、升級或者修改前，要對軟件進行備份，未經(jīng)授權(quán)的軟件不能隨意下載到正在運行的DCS系統(tǒng)中，要建立有效的系統(tǒng)防毒措施。

3.3 系統(tǒng)運行環(huán)境的影響

濕度、溫度、振動以及灰塵等都會對熱控電子元件和設備產(chǎn)生很大的影響，因此要對控制電子設備的運行環(huán)境做相應的控制，從而提高系統(tǒng)的工作可靠性以及使用壽命。日常工作中要做好設備檢修，可以及時發(fā)現(xiàn)設備的隱患故障，予以排除，以保證設備良好的運行狀態(tài)。停機時，要對保護系統(tǒng)進行徹底的檢查和維修，并要做嚴格的保護試驗，熱控元件要盡量使用技術(shù)成熟的、性能可靠的元件，從而提高DCS系統(tǒng)整體的可靠性，并保護系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3.4 回路控制器

在調(diào)節(jié)相應的電源故障或者回路控制器時，要把自動狀態(tài)切換至手動維持狀態(tài)，并及時的處理系統(tǒng)故障，可以結(jié)合實際的處理情況采取相應的措施。因此，要加強對DCS系統(tǒng)的監(jiān)視檢查，當發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡、電源以及CPU故障時，要迅速通知運行人員做出相應對策。

總之，以現(xiàn)代科技的發(fā)展趨勢來看，DCS系統(tǒng)將全面取代傳統(tǒng)的控制回路，因此我們要在日常工作中不斷積累、不斷總結(jié)，提升自身的專業(yè)素質(zhì)。

Research on DCS System’s Application in the Automatic Control of Power Plant

Bi Shenghong，Liang Jing

DCS system is more and more widely used in the power plant. This paper, based on the characteristics of DCS system, describes the system’s application in automatic control of power plant from two aspects of the hardware maintenance and daily management.

DCS system; power plant

TM 621.6

A

1000－8136（2010）36－0039－02