劉志++王曉亮

摘 要

科技的發(fā)展給各行各業(yè)帶來了新的革命，隨著計算機控制技術逐漸完善，自動化管理為火電的發(fā)展提供了更多的機遇，火電廠從傳統(tǒng)的電氣控制進入DCS系統(tǒng)控制時代。DCS控制系統(tǒng)由多臺計算機組成，多回路全面控制火電廠的進行，該系統(tǒng)集成了所有處理和運行火電廠的數(shù)據(jù)，達到自動化的控制狀態(tài)。

【關鍵詞】火電廠 DCS控制系統(tǒng) 可靠性

在新時期，如何提高能源系統(tǒng)的效率是至關重要的環(huán)節(jié)，而火力發(fā)電技術在我國建設“能源強國”的道路上具有重要的意義，對于火力發(fā)電的技術有了越來越高的要求?；痣姀S要想提高自身機組運行經(jīng)濟性和可靠性，必須采取新型的電氣控制模式，DCS系統(tǒng)應運而生。DCS既不完全等同于集中式的控制系統(tǒng)，也不完全等同于分散式的控制系統(tǒng)，他采用高端計算機技術對生產(chǎn)過程的及管理、操作、監(jiān)管和分散控制等方面進行集中控制。

1 DCS控制系統(tǒng)概述

1.1 DCS基本原理

DCS又稱為集散控制系統(tǒng)，是在對傳統(tǒng)控制系統(tǒng)缺陷和優(yōu)勢進行改進的一種新型控制系統(tǒng)。構成DCS控制系統(tǒng)的4個部分是：計算機、通訊設備、顯示設備以及控制裝置，故又稱為4C技術。DCS的基礎是計算機局域網(wǎng)技術，其運用過程控制級和過程監(jiān)控機將局域網(wǎng)系統(tǒng)變成一個高效安全的高標準控制系統(tǒng)。根據(jù)火電廠的工業(yè)特性，將控制系統(tǒng)分為若干獨立子系統(tǒng)，根據(jù)功能和地理位置分散布置的各個獨立分布式處理單元獨立完成相應的控制任務。DCS系統(tǒng)的各個部分單獨協(xié)作，并行控制。

1.2 DCS系統(tǒng)的特點

DCS系統(tǒng)采用傳輸通信信息的方式是模塊化、標準化、信息化和系列化設計，因此而具有很多特點。首先，系統(tǒng)具有開放性的特點，將新增的計算機直接插入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡或者從系統(tǒng)網(wǎng)絡中卸下，可以在完全不影響系統(tǒng)其他計算機工作的前提下改變或者擴充系統(tǒng)的功能；其次，系統(tǒng)具有靈活性特點，可以通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應用對象進行軟硬件組態(tài)情況判斷系統(tǒng)要測量和控制的信號的連接關系，這樣還能任意根據(jù)所需組裝系統(tǒng)；再次，系統(tǒng)具有可靠性的特點，DCS系統(tǒng)是將系統(tǒng)的控制功能根據(jù)位置和能力的不同分配到不同的子系統(tǒng)中去的，且系統(tǒng)具有容錯能力，即當某一臺計算機出現(xiàn)故障時，并不會影響其他計算機的正常運轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)功能不至于完全喪失。

1.3 DCS系統(tǒng)的必要性

電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展為電氣專業(yè)的發(fā)展帶來了新的方式，也就是電氣二次專業(yè)技術和管理模式，使得火電廠的電氣自動化成為一種廣泛應用的新型的管理模式。電氣專業(yè)的發(fā)展和進步離不開網(wǎng)絡和計算機技術?；痣姀S的電氣專業(yè)系統(tǒng)從管理層面來看是相互分開的，這造成了網(wǎng)絡和計算機技術應用的障礙，為解決這一障礙，DCS系統(tǒng)被引入火電廠的應用中，使得火電廠的系統(tǒng)更加可靠。合理應用DCS系統(tǒng)，可以很好的將電氣運轉(zhuǎn)和電氣監(jiān)控設計成一個整體，可以大幅提高機組的運行狀態(tài)并對機組進行集中監(jiān)控。總而言之，使用DCS系統(tǒng)可以大幅度提升火電廠運營的綜合控制和自動化水平。

2 提高火電廠DCS可靠性的方法

2.1 把握好DCS控制系統(tǒng)的選型環(huán)節(jié)

要想提升火電廠DCS的可靠性，很重要的一點是要進行合理的選型。首先，除了要注意了解其他電廠中DCS系統(tǒng)的運營狀態(tài)外，更需要優(yōu)先考慮幾個類似機組上的運行良好的部分控制系統(tǒng)；其次，選型時一定要確保所選系統(tǒng)的硬件具有足夠的可靠性，同時需要運用成熟的技術生產(chǎn)出具備多種功能的硬件，例如可以插拔的硬件等，另一方面DCS要保證足夠的運算和存儲能力，必須具有性能良好的軟件來確保較好的抗干擾能力；再次，DCS必須擁有足夠的冗余程度來保證故障不能影響到機組整體的安全性和穩(wěn)定性；最后，DCS系統(tǒng)的軟件應當設計得比較便于維護和擴展且應當具有很好的穩(wěn)定性，不能出現(xiàn)控制器死機和系統(tǒng)崩潰的情況，另外人機的交互方式良好，可在下載或者修改程序，輸入和輸出信號和控制器的故障報修都應當報警。

2.2 施工工藝和質(zhì)量進行嚴格把關

火電廠的DCS控制系統(tǒng)在安裝時應當遵循可靠性的原則，當安裝規(guī)模較大時，火電廠的安裝將面臨這較大的安裝壓力。要想穩(wěn)定DCS控制系統(tǒng)在火電廠中的應用，應當提高系統(tǒng)的安裝水平。需要重點考慮以下幾點因素，首先，為避免控制系統(tǒng)干擾火電廠的運行，DCS控制系統(tǒng)安裝中需要做好防火的工作，同時應當促進火電廠的可靠性持續(xù)發(fā)展，杜絕缺陷問題的干擾，規(guī)避DCS控制系統(tǒng)安裝中的質(zhì)量風險；其次，為了最大程度的消除系統(tǒng)中的干擾問題，應當提前區(qū)分電纜類型，規(guī)范屏蔽線的使用，之后才能對火電廠進行DCS控制系統(tǒng)的安裝，安裝電纜時還要完整標記，確保電纜符合設計圖紙；最后，按照規(guī)范管理好DCS控制系統(tǒng)中的電子設備，避免受到環(huán)境和設備之間的干擾，安裝電子設備必須按照火電廠制定的安裝計劃進行。

2.3 優(yōu)化程序設計和調(diào)試

為了提高DCS控制系統(tǒng)可靠性，必須優(yōu)化系統(tǒng)組態(tài)程序設計，結合保護邏輯連鎖的判斷依據(jù)，在對軟件進行保護的同時對硬接線進行合理保護，以保障DCS控制系統(tǒng)可靠性得到有效提高。將開關量和模擬量進行有效組合使得DCS控制系統(tǒng)的程序設計采用三取二保護的機制，不但需要保障DCS控制系統(tǒng)主設備的安全，而且還要避免DCS控制系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤動作。DCS控制系統(tǒng)從在線調(diào)整到投入運行再到驗收全過程中的多個階段，都應該確保測試人員和程序設計人員全程協(xié)調(diào)配合，時刻應當注意組態(tài)設計和邏輯控制保護設計的合理性，并聯(lián)系DCS控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)的問題，測試系統(tǒng)時，應仔細測試控制系統(tǒng)的所有回路，做好試驗結果和檢查記錄，及時將發(fā)現(xiàn)的問題反映給供應商，并迅速予以解決。

2.4 加強人員管理和培訓的力度

對人員進行培訓時要做到有的放矢，培訓工作以仿真機和實際系統(tǒng)相結合的方式進行。DCS系統(tǒng)如果操作不當，會直接影響系統(tǒng)的軟件和硬件性能，繼而影響其它設備的經(jīng)濟性和安全性，有必要結合操作人員的建議或意見對DCS控制系統(tǒng)畫面進行設計，同時邀請操作人員參與設計過程中的調(diào)試階段，加大力度培訓操作人員掌握好DCS控制系統(tǒng)界面操作流程。此外還應當對熱控人員進行相關培訓，培訓時注意結合熱控人員文化素質(zhì)和業(yè)務水平的差異，減少人為失誤，保證DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行。

3 結語

DCS控制系統(tǒng)在管理控制方面的有著優(yōu)越的性能而受到人們的廣泛關注。要想穩(wěn)定DCS控制系統(tǒng)的正常運行，保障火電廠高效率工作，必須要求系統(tǒng)的可靠性達到相當高的標準。提高火電廠的DCS控制系統(tǒng)可靠性，營造穩(wěn)定的環(huán)境，保障生產(chǎn)設備高效率運行，有利于提高火電廠的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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作者單位

天津工業(yè)自動化儀表研究所有限公司 天津市 300060