DCS系统在电厂热工控制中的应用与管理维护

金富强

新疆广汇新能源有限公司 新疆 哈密 839303

引言

当前DCS系统在电厂的热工控制系统中已有广泛应用，和利时MACS这套DCS系统对于电厂运行的安全性十分有利，能够智能化管理电厂热工控制系统，从而提高电力企业的经济收益，促进企业的持续性发展。但因DCS技术在热工控制系统的应用处于初步阶段，导致其在运行中会出现一定的问题，对电厂的运行造成了一定的影响，所以对DCS系统的管理维护也是一项重要的工作。对DCS在电厂热工控制的发展情况进行叙述，分析DCS在电厂控制系统中的应用于维护管理，使其在电厂热工控制系统能够合理应用，促进电厂的安全运行和可持续发展。

1 火电厂热工自动化控制现状

当前，火电厂热工自动化领域中，其锅炉主装置控制系统常常采用的是DCS控制，辅助设备采用的是PLC控制。其主要原因在于，DCS系统早期价格较高，而辅助车间在实际工作过程中，是可以出现中断的，因此，辅助车间对相应的系统可靠性与稳定性的要求不高，同时，在辅助车间所采用的系统对相应的模拟量控制相关要求也比较少，为有效控制成本，所以通常在辅助车间中所采的大多是PLC系统。在火电厂热动自动化中，主厂房中的发电机与锅炉对控制系统的可靠性与稳定性有着较高的要求，同时，还要求系统信号中要有着一定比例的模拟量，更加注重系统的性能，因此，在系统应用中更多的使用价格较高的DCS。表示模糊控制的锅炉压力领域中，充分表示两个运行周期中锅炉压力变化情况。相应的周期在经过自动调整后，相关负荷会在出现大幅度变化时，相应的控制响应速度会有一个很大幅度的提升。从隶属度曲线所边线出来的交错重叠情况看，可以了解到，在参数变化领域中，模糊控制算法有着很强的适应性，这一点能够从锅炉的实际运行中看出。

2 DCS系统在电厂热工控制中的应用

2.1 现场总布线技术 在DCS系统中，现场总布线技术在整个系统中发挥着重要的作用，所以在应用DCS系统时需重视这一问题。在现场总布线的过程中要对多个方面进行考虑，如主从架构、多点数字通信等方面，有能够从网络物理层、数据链路层到应用层的通信协议栈，例如CAN。通过这样的处理后，可实现DCS控制系统与现场智能设备连接的目的，也可作为现场局域工作控制的通信网络。DCS系统与一般布线系统相比存在维护成本高、接口兼容性差等问题。因此在使用过程中可在DCS系统建设过程中应用现场总部线技术，从而达到优化现场局部控制系统架构目的，保障了电厂系统的可靠性。在分析了电厂热工系统后可以发现，汽轮机系统和锅炉系统是相对独立的热控系统。在这种情况下，为了将传统的电厂热力系统改造成DCS系统，就必须在运行过程中建立一个以标准现场总线为核心的独立的DCS系统。为实现这一目标，在现场布线过程中应预留锅炉系统与汽机系统的接口，以保证DCS系统能对其进行控制。

2.2 硬件管理与维护

1)常规情况下，无论输入模块，还是输出模块故障，都离不开系统的诊断和修复。当发生故障时，会通过模块更换的方法对故障问题进行解决。因普通技术人员对仪表制作核心技术缺乏认识，加之，其自身理论水平有限，很难对内部元件老化造成的热工控制模块故障问题进行准确判定。

2)诊断或修复现场设备故障时，当某一设备或者组件出现异常情况，工作人员需要在第一时间对故障问题进行排查，深入剖析故障原因，并采取专业方法对其进行科学处理。

2.3 软件管理与维护 除了备份应用软件之外，还要对应用软件具体变化情况进行严格记录，记录过程一定要严谨、规范；全面系统深入测试软件功能，尤其要严格检测各级别权限；严格规范管理各类软件，根据实际需要，在第一时间更新修改各类软件；部分设备处于运行阶段或者维修状态，需要选择科学的方法，对其进行维护和隔离。

2.4 DCS系统在实际的热工控制中应用 需要火电厂对DCS系统包含的内容进行有效研究，之后从DCS系统应用的要点出发，进行DCS系统的应用工作。当前DCS系统在实际使用时具有非常好的监控效果，尤其是可以对电源系统进行监督管理，一旦在监控过程中发现电源出现问题，DCS系统可以迅速对相应的问题进行诊断，使得电源系统可以正常稳定进行供电工作，避免发生工作质量问题。火电厂进行DCS系统应用时，需要将DCS系统在燃油泵房、空压机房等区域进行安装，之后在相应的设备工作时，电源系统可以直接进行工作，确保公共传输网络运行效果。

3 DCS控制系统在应用中的管理维护

(1)加强DCS巡检，特别是对CPU负荷率进行定期检查，发现问题及时跟踪处理。建议增加CPU负荷率监控组态，并加入历史趋势，定期查阅曲线，检查其变化情况。(2)加强对DCS硬件监测的巡检，详细记录故障现象，定期检查报警计数情况并进行复位，跟踪分析发生故障报警点并及时处理。在实际中，如设备发生故障首要要进行诊断工作，而后再进行维修，这是一项十分严谨的工作，对于工作人员的要求非常高，工程技术人员在接收到故障报告后，要严格落实各项安全措施，做好技术维护工作。如果设备的硬盘或冷却风扇出现故障要十分注意，因为这会引起操作员站出现死机。导致此类状况的原因有设备老化或是人为操作，此类问题的解决方法是针对控制逻辑进行修改。(3)加强检修维护，做好电子元器件的寿命管理，对重要的控制器进行及时检修更换。(4)均衡分配CPU卡件和控制逻辑，防止超负荷运行，检查调整控制器逻辑功能块时序及页扫描周期，清理多余逻辑及计算块，清理重复组态点。

结语

热工操作人员要根据电厂装置运行的实际情况，充分理解DCS系统的构成及逻辑控制，对电厂热工DCS控制系统进行软硬件计划性维护并应用，大大提高DCS控制系统的稳定性，保证长周期供电，也为电力企业的提高了竞争力。同时降低了热电厂发电的投入成本，提高了企业的经济效益，所以，为了能够进一步的促进热电厂电力建设的发展，DCS控制系统还需要继续创新发展。