摘要:分散控制系統(DCS)是計算機技術和自動化技術相結合發(fā)展的結果。本文從分散控制系統的特點出發(fā)，具體探討了DCS在熱電廠的使用過程的應用狀況及發(fā)展，并提出了實際使用過程中存在的問題。

關鍵詞:分散控制系統、熱電廠、應用現狀及問題分析

Abstract: The distributed control system (DCS) is the the result of combining the development of computer technology and automation technology. Departure from the characteristics of distributed control system, and specifically discussed the situation and development of the DCS in the process of thermal power plants use and the problems during the actual use.

Key Words: distributed control system, thermal power plants, application status and problem analysis

引言

隨著計算機與網絡技術的快速進步與發(fā)展，計算機及其相關產品的成本持續(xù)降低，且可靠性不斷提高，使得計算機在工業(yè)過程控制領域的應該越來越廣泛。分散控制系統(DCS)己經在大型電力企業(yè)及新建電力企業(yè)的應用中占據了相當大的份額，它采用分散控制、集中管理的思想，將管理監(jiān)控、數據采集、實時控制以及效益的計算分析等功能分散到不同的高性能工業(yè)計算機上完成，大大提高了系統的安全可靠性。

一、分散控制系統的特點

與常規(guī)監(jiān)視控制系統相比，分散控制系統具有以下特點:

1、分級遞階控制

分級遞階系統的優(yōu)點是各個分級具有各自的分工范圍，相互之間有協調。通常，這種協調是通過上一分級完成的

2、分散控制

分散的目的是為了使危險分散，提高設備的可利用率。包含了人員分散、地域分散、功能分散、危險分散、設備分散及操作分散等。

3、自治和協調性

分散控制系統的各組成部分是各自為政的自治系統，它完成生產過程的數據采集、信號處理、計算和數據的發(fā)送等功能。分散控制系統的自治和協調性使分散控制和遞階協調控制得以實現。

4、開放系統

開放系統是以規(guī)范化與實際存在的接口標準為依據而建立的計算機系統、網絡系統及相關的通訊系統。開放系統的基本特征有:可移植性、相互操作性、可適宜性以及可用性.它具有開放系統的所有特征，使分散控制系統的應用，選擇、產品的更換等變得方便。

二、DCS在熱電廠的應用狀況分析

DCS以其廣泛的優(yōu)越性得到了許多熱電廠的青睞，但由于熱電廠的情況各異和人們認識上的不統一，DCS在熱電廠的應用中， DCS覆蓋的功能范圍有很大的不同。

1、DCS實現了數據采集和模擬量控制的功能及輔機和電動閥門的常規(guī)控制。這種控制方式一般需要設置后備儀表盤或后備操作臺，其上布置后備儀表、指示燈、操作開關等。

2、DCS內增加了輔機和電動閥門的控制和簡單的聯鎖，但是一些重要的聯鎖仍由常規(guī)控制來實現。

3.采用機、爐、電集中控制，熱電廠實現全廠自動化，儀表控制和電氣控制全部由DCS實現。這種控制方式自動化程度較高，有利于機組的安全和經濟運行，便于運行管理和統一指揮。

4、25MW及其以上熱電機組的DCS控制，一般除包括數據采集系統(DAS)，模擬量控制系統(MCS)和順序控制系統(SCS)外，還增加了爐膛安全監(jiān)控系統(FSSS)和汽輪機數字電液調節(jié)系統(DEH),自動化程度較高的還包含廠用電氣監(jiān)控系統(ECS)。完善的保護系統和精確的調節(jié)控制功能，減少了事故，降低了能耗，提高了效益。

四、存在的問題分析

熱電廠在采用DCS的同時，應注意以下幾個問題：

1、提高整個熱控系統的投資比例，一些熱電廠在控制系統上采用了DCS,但是在其他測量、控制儀表上投資不夠，如變送器、執(zhí)行器等，選用的這些產品可靠性較差、精度較低，影響了整個控制系統的可靠性。

2、選擇有電廠控制成熟經驗的DCS制造商或供應商。近年來，DCS控制引進了專家系統、模糊控制、神經網絡理論等先進控制理論和控制策略，不斷提高軟件控制功能，自動調節(jié)的投入率有較大的提高。

3、關注計算機技術的發(fā)展，做好規(guī)劃，熱電廠在建設初期，應根據電廠的主設備選型、自動化要求及建設規(guī)模等綜合情況，選擇DCS的系統配置、網絡結構，并考慮系統擴展，預留通訊接口等。

4、以講究實效為主，確定DCS的應用功能。工程中裝設計算機的主要目的，是為確保機組設備的安全、可靠、經濟運行，并提高整個機組的綜合自動化水平。

5、從可能、實效和發(fā)展等方面統籌考慮，以講究實效為主，技術經濟比較后確定。

6、設置給煤計量裝置

鍋爐燃燒調節(jié)中，給煤量是一個重要參數。以往的計算方法，是通過給煤機的轉速間接地獲得給煤量。給煤量的直接計量可通過稱重給煤機或皮帶秤獲得，這兩種方法在工程實踐中己得到應用。

五、DCS系統在熱電廠的應用效益分析

1、可靠性分析

(1)主控單元、電源、操作站將為冗余配置，兩套功能相同的部件同時處于運行狀態(tài)，同時接收數據，作同樣的處理，隨時保持數據一致，一旦主部件發(fā)生故障，備份件立即自動進入工作狀態(tài)。整個切換過程無需擾動，并顯示告知運行人員。

(2)整個系統需設備用電源，不受廠用電全停影響，即使備用電源全部或部分故障，被控裝置保持原位，不影響設備運行。

(3)DCS系統需共備自診斷功能，包括CPU與內存等的自檢測，模擬量輸入輸出通道的正確性，比較判斷等，使其具有高度可靠性。

(4)軟件設置保密級別。不同人員設定監(jiān)視、調式、參數修改等多種權限。并有防止計算機病毒入侵和DSC內各存儲器數據丟失的措施。

(5)備有硬手操。一旦DCS系統故障失去功能，可對主要沒備通過執(zhí)行機構進行人工直接操作，保證主要設備正常運行。

2、技術經濟分析

(1)DCS改造后，其具備完善的機組監(jiān)控功能和主輔設備的操作均可在控制室內實現，關鍵參數如汽包水位、主汽壓力可直接引入控制室內，從而提高機組運行的可靠性并降低運行人員的勞動強度。

(2)可方便實現控制、管理一體化的系統方案，使廠辦公系統和生產管理系統結合起來，形成全廠計算機信息網絡，利于管理人員了解現場經濟運行狀況。

(3)自動調節(jié)功能更加精確穩(wěn)定，可使參數維持在最佳狀況。

(4)取消大量常規(guī)儀表、操作器、開關等，并不需再為大量的常規(guī)儀表購置備件，無需定期校驗、大小修等，大量地減輕了熱工人員的工作量和時間。

(5)機爐聯合控制，可減輕運行人員勞動強度，并實現減員增效。

結論

DCS系統在國內外大型機組己普遍應用，在可靠性要求更高的核電機組也己成熟應用。其以其功能齊全、操作方便、可靠性高等特點，在熱電廠得到了廣泛的應用。幾年前就有人提出，DCS將被現場總線系統(FCS)取代，但是DCS經過20多年的發(fā)展，其眾多的優(yōu)點和特點，恐怕也不是FCS能夠立即趕上的.隨著科學技術的進步，DCS也會不斷完善和提高，未來幾年內，DCS仍將是熱電廠的首選控制系統。

參考文獻

[1].熊淑燕，王興葉，田建艷等.火力發(fā)電廠集散控制系統..科學出版杜.，2000版

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