電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黎偉彬

電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黎偉彬

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平大幅度提高，科技水平的不斷進(jìn)步，各行各業(yè)開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整?？萍荚谧呷胛覀兩钤旄Ｉ畹耐瑫r(shí)，更重要的是使得我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化和調(diào)整，大部分生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代，包括電力熱工控制。本文就電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

熱工控制；DCS；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近年來(lái)，我國(guó)生產(chǎn)力水平的提高使得電廠的規(guī)模不斷的擴(kuò)大，順應(yīng)電廠熱工自動(dòng)化的要求以及時(shí)代發(fā)展的大趨勢(shì)，DCS在電廠過(guò)程控制領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。DCS控制系統(tǒng)作為電廠重要的組成部分，為系統(tǒng)的自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的硬件支持和軟件保障。但隨著電廠工程的逐漸變大、電廠控制機(jī)系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)DCS的要求也越來(lái)越高，因此DCS的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能越來(lái)越全面，優(yōu)化DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)于保證企業(yè)的正常運(yùn)行以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 我國(guó)DCS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

DCS的功能包括數(shù)據(jù)的采集和處理、對(duì)鍋爐爐膛安全進(jìn)行監(jiān)控、模擬量和順序控制。就目前來(lái)看，我國(guó)的相當(dāng)一大部分電廠的機(jī)組都已經(jīng)使用了DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有了十多年的歷史，作為分布式自動(dòng)控制系統(tǒng)，完全適用于機(jī)組的熱工自動(dòng)化系統(tǒng)。對(duì)于推動(dòng)機(jī)組安裝調(diào)試過(guò)程，以及保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)作具有重要作用。

對(duì)于DCS系統(tǒng)的組態(tài)以及DCS系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，我們已經(jīng)更能獨(dú)立承擔(dān)，不再完全依賴于國(guó)外，打開(kāi)了自己進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和自己對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)的新局面。然而，由于我國(guó)的技術(shù)有限，工作量大，要求在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)將重點(diǎn)放在系統(tǒng)的功能性方面。改變我國(guó)現(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行效率低的局面。

2 我國(guó)電廠熱工控制的現(xiàn)狀

我國(guó)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)并不是很完善，所以我國(guó)的大部分機(jī)組監(jiān)控的相關(guān)軟件依賴于外國(guó)，相比之下，國(guó)外的各種設(shè)計(jì)參數(shù)更加合理，儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行能力比我國(guó)的可靠性更強(qiáng)。因此，我國(guó)大部分與DCS相關(guān)系統(tǒng)相關(guān)的軟件都采用進(jìn)口的方式。

我國(guó)的技術(shù)相對(duì)落后，盡管我國(guó)已經(jīng)自己執(zhí)行DCS系統(tǒng)的程序編制，并且在整個(gè)編制工作的過(guò)程中，采用的都是國(guó)內(nèi)知名專業(yè)人士，尤其是在自動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方面有很深造詣專家的設(shè)計(jì)，但是在系統(tǒng)的編程調(diào)試階段，技術(shù)上的精細(xì)程度的要求仍然達(dá)不到，這一缺陷可能使得整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)作的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

3 電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

DCS系統(tǒng)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)之一種集散控制系統(tǒng)。比傳統(tǒng)的系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面更加優(yōu)化，屬于新型的控制系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輔助作用下，能根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的軟件的工作環(huán)境進(jìn)行改變。整個(gè)過(guò)程以微型計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)為紐帶，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組各部分的協(xié)調(diào)控制。和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，DCS系統(tǒng)更加安全，效率更高。DCS系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成。這四部分功能不同、性質(zhì)不同，相互之間存在著很大的差距，其中包括計(jì)算機(jī)、控制器、顯示器、和通訊器等，但從功能設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，熱工控制DCS系統(tǒng)又分成其他不同的五部分。在我國(guó)，所有的熱工控制都屬于自動(dòng)化控制的范圍內(nèi)。我國(guó)對(duì)于DCS系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行自主編制，但相對(duì)于外國(guó)的成熟的技術(shù)來(lái)說(shuō)。我國(guó)的技術(shù)仍然比較落后，在某些方面仍然存在著很大的問(wèn)題，并且難以得到解決。雖然部分技術(shù)依賴于進(jìn)口，但是DCS仍在我國(guó)得到廣泛使用。

按DCS系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)分，分為SCS、DAS、DEH、MCS、FSSS五部分組成。

SCS為程序控制，能夠?qū)C(jī)組按照不同的熱力系統(tǒng)區(qū)分成幾個(gè)局部子系統(tǒng)，通過(guò)規(guī)定好的原則，對(duì)各個(gè)部分的狀態(tài)進(jìn)行判斷，之后發(fā)出操作命令，使得機(jī)組的各個(gè)部分有條不紊的進(jìn)行工作。SCS負(fù)責(zé)的部分主要是主機(jī)和輔機(jī)，對(duì)主機(jī)或輔機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，并將過(guò)程中出現(xiàn)的參數(shù)進(jìn)行保護(hù)，邏輯控制相對(duì)比較簡(jiǎn)單，為了準(zhǔn)確的完成人，必須與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況相結(jié)合。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是否合理對(duì)輔機(jī)有著重要的作用，也影響著主設(shè)備的安全可靠性。DAS為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，它被用于在線監(jiān)測(cè)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程并將這一過(guò)程中出現(xiàn)的有關(guān)的運(yùn)算，以畫(huà)面的形式反饋給工作人員。對(duì)于操作準(zhǔn)確性的提高以及整個(gè)機(jī)組工作過(guò)程的相關(guān)的運(yùn)算具有很大的幫助作用。DEH能夠?qū)ζ啓C(jī)的轉(zhuǎn)速功率進(jìn)行控制，能夠在發(fā)生故障時(shí)實(shí)施控制和保護(hù)。MCS的作用是進(jìn)行整體控制，即模擬量控制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中變量的控制，來(lái)對(duì)機(jī)器的負(fù)荷情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。FSSS是燃燒管理器系統(tǒng)。能夠?qū)﹀仩t的工作運(yùn)行方式進(jìn)行檢測(cè)，并且在此過(guò)程中進(jìn)行不停地運(yùn)算和判斷，當(dāng)有情況出現(xiàn)時(shí)會(huì)及時(shí)發(fā)出指令，來(lái)保證過(guò)鍋爐的安全，把將要發(fā)生的事故扼殺在萌芽狀態(tài)，減少經(jīng)濟(jì)損失。

4 電力熱工控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)的維護(hù)以及注意事項(xiàng)

4.1 定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行硬件維護(hù)

定期對(duì)設(shè)備的硬件進(jìn)行維護(hù)，工作時(shí)常會(huì)出現(xiàn)某個(gè)部分或者某個(gè)組件不能正常工作，現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，分析機(jī)組出現(xiàn)故障的原因并進(jìn)行及時(shí)的處理，如果技術(shù)人員的水平不能夠解決問(wèn)題，可以讓現(xiàn)場(chǎng)的工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器故障的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果交由專業(yè)的工作人員在安全措施準(zhǔn)備得當(dāng)?shù)那闆r下進(jìn)行維修，通常情況下的機(jī)器故障是由人為操作不當(dāng)造成的，只需要重啟機(jī)器就可以。

4.2 注意做好軟件部分的維護(hù)和問(wèn)題預(yù)防

對(duì)于系統(tǒng)的軟件部分，要及時(shí)做好備份。使用前對(duì)軟件進(jìn)行實(shí)地測(cè)試和檢測(cè)，包括檢測(cè)軟件的功能以及各個(gè)級(jí)別的權(quán)限，加強(qiáng)軟件病毒防御體系建設(shè)，建立相應(yīng)的管理體制和規(guī)范，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)要及時(shí)進(jìn)行排查，如果因?yàn)榧夹g(shù)有限無(wú)法找到出現(xiàn)故障的原因，技術(shù)工程人員要快速的做出相應(yīng)的計(jì)劃以及危機(jī)處理措施。

4.3 設(shè)備維護(hù)階段需注意的問(wèn)題

如果設(shè)備正處于進(jìn)行維護(hù)階段，要對(duì)設(shè)備做好隔離保護(hù)工作，同時(shí)在可能出問(wèn)題的各個(gè)方面都做好萬(wàn)全的準(zhǔn)備，保證在問(wèn)題出現(xiàn)的時(shí)候及時(shí)解決問(wèn)題。這要求技術(shù)人員加強(qiáng)自己專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)，使自己面對(duì)在機(jī)器維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠及時(shí)進(jìn)行處理，避免給公司造成損失。

4.4 提高現(xiàn)場(chǎng)總布線技術(shù)的水平

要將現(xiàn)場(chǎng)的總布線技術(shù)放在DCS設(shè)計(jì)過(guò)程的首要位置。布線過(guò)程中采用高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，來(lái)保證數(shù)據(jù)的傳輸速度和傳輸質(zhì)量的同時(shí)提高數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)電力熱工系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的布線來(lái)使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加的優(yōu)化。給電廠提供可靠的技術(shù)保證。

5 總結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展以及科技水平的不斷提高，DCS控制系統(tǒng)開(kāi)始在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，尤其在我國(guó)電廠熱工控制中用的越來(lái)越廣泛。為電廠熱工的安全性以及工作效率的提高做出了重要貢獻(xiàn)，同時(shí)也為其他各個(gè)領(lǐng)域提供了能對(duì)過(guò)程進(jìn)行有效管理的控制系統(tǒng)。

DCS控制系統(tǒng)能夠滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)ぷ鬟M(jìn)行有效控制的需求，具有良好的操作價(jià)值和使用價(jià)值。但我國(guó)的科技水平仍然有限，對(duì)DCS系統(tǒng)要求的提高迫使我們不斷對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究，減少對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴性，增強(qiáng)我國(guó)技術(shù)的自主性和創(chuàng)新性，提高DCS的操作過(guò)程中的精度、提高工作效率，是該技術(shù)更好的造福生活、造福社會(huì)。推動(dòng)我國(guó)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。

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TM621.6

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1004-7344（2016）28-0072-02

2016-9-18

黎偉彬（1989-），男，助理工程師，本科，研究方向?yàn)殡娏Α?/p>