电厂热工控制系统中DCS的应用探析

电厂热工控制系统中DCS的应用探析

山东鲁能控制工程有限公司山东济南250023

摘要:DCS属于高新信息技术中的一种,将其用在电厂热控系统中,可以有效提升电厂机组运行质量。基于此,本文主要分析了电厂热工控制系统中DCS的应用,先对DCS系统及电厂热工控制现状进行了细致阐述,然后分析了DCS在热工控制系统中的运用情况,以此为相关人士提供一定参考意见,推动电厂更好的发展。

关键词:电厂;热工控制;DCS

前言:现阶段,我国电厂规模逐渐扩大,电厂控制系统愈发复杂,技术水平不断提升。在此背景下,为了提高电厂热工控制系统的运行效率,要使用DCS进行优化,从而确保电厂运行安全,加快电厂智能化建设速度,进而增加有关企业效益。因此研究电厂热工控制系统中DCS的应用十分必要。

一、DCS系统阐述

DCS属于集散性控制系统,相较于传统系统结构,DCS系统属于新型控制系统,主要利用计算机控制技术对系统内部的工作环境进行优化,同时还可以对锅炉、发电以及用电装置等设备进行控制,通过对设备发送数据指令实现协调控制作用。从系统结构上看,DCS是由操作员站、系统网络、工程师站以及现场控制站组成,各个站点之间的性质、功能存在差异。在进行系统操作时,主要是在微型计算机所处局域网中进行传递、交流电厂生产资料,并且不会受其他因素干扰。在传递信息时,有关人员能够依照具体工作要求传输、控制数据信息。所以DCS具备安全性高且时效性好等特征,进而在实现实时控制电厂操作生产过程的同时,还可以在全过程监控中选找到存在的风险点,提高电厂热工控制系统的整体操作质量。从目前DCS在电厂热控系统中的运行状况来看,虽然运行效率有所改善,但是扩展性较差,同时二者之间的兼容性不高[1]。另外,部分学者认为数据通信速率和实时控制二者间的联系较为密切,但根据DCS系统的实际运行状况而言,数据通信网络中的数据准确率和传输率不相适应,在大型及超大型电场中,急需利用DCS系统提升数据传输准确性。由此可见,虽然DCS具有高技术特征,但是将其用于其他系统中,依旧存在较多问题。

二、电厂热工控制现状

从自动化调节系统上看,目前我国电厂热工控制系统主要有两大表现:第一,自行编制DCS程序。现在热工控制系统所使用的DCS程序是专业编程者所编制出的,但是在系统调试与编程阶段,编程者的技术好处与粗放状态,缺少精细化特征,这使得热工控制系统在运行时存在安全隐患。第二,机组控制软件。当前,热工控制系统所使用的软件较为成熟,因而设计参数合理,仪表、机组能够可靠的运行。但是从软件质量、功能等方面考虑,热工控制系统所使用的DCS软件多数是国外进口产品,国内软件使用较少。

三、电厂热工控制系统中DCS的具体应用

(一)DCS在热工控制系统中的作用

当前,多数火电厂已经形成了自动化生产与控制,采用的系统为自动化控制系统,此系统适用于机组热工自动化生产,能够对锅炉运行状况进行实时监测,同时还可以集中处理多种数据信息,有效控制开关量与模拟量。在热工控制系统中运用DCS系统,不烦可以提升控制系统的整体运行效率,还可以更好保护并调节热工控制系统,从而使设备可以安全、稳定的运行。但是DCS系统在设计上存在较多问题,希望在未来系统设能够计更加科学合理,进而在电厂热工控制系统中发挥其最大效用。

(二)硬件管理和维护

通常情况下,在设备生产过程中,系统所发生的输入输出模块故障可以通过其自身具备的修复功能完成。当出现故障问题时,只需要更换故障模块即可实现对故障的有效处理。但是从故障修理过程来看,因为一般技术人员未掌握较多的仪表检测等技术,致使热工控制系统在运行时无法及时作出故障判断,譬如:受到系统内部元件老化等问题影响出现热工模块故障[2]。在一般生产条件下,系统输入输出模块大多数会在设备运行过程中或是调试阶段出现故障。这时需要由设备生产商来维修并处理整体模块。另外,当对现场设备故障进行诊断、修复时,若是发现设备存在模块故障,则需及时排查出故障点,并依照故障报告书在安全环境下进行设备维修作业。

(三)现场总布线技术

对于DCS系统来说,现场总布线技术在系统运行时发挥着重要的作用,因而在使用时要重视这一问题。在进行现场总布线时,要从主架构、数字通信特征等多个方面着手,从而形成由数据链接层与网络物理层至应用层的一套完备的通信协议。通过此些处理后,可以有效实现控制系统和现场智能设备相连接,同时还能够成为局域控制通信网络。DCS系统相较于现场总布线,维护成本更高,接口兼容性较差,所以在电厂热工控制系统中应用DCS时,要在DCS中运用现场总布线技术,从而对局部控制系统进行优化,使热工系统运行更加可靠。通过对大多数电厂热工系统实际调查来看,热工系统中的锅炉、汽轮机等多种系统都是出于独立控制状态。在此系统环境下,为了将原热工系统升级为独立DCS系统,在升级时要依照标准总线协议进行,从而使DCS融入现有热工系统之中。为了顺利完成此操作步骤,要在现场布线时预留出锅炉系统接口与汽轮机系统接口,从而提升DCS系统的控制效率,使DCS系统具备通用化特征。

(四)实现辅岗控制

现如今,人们早已将DCS系统用于大机组生产之中。与主系统中的锅炉、汽轮机系统不同,其辅助系统能够对脱硫除灰、化学用水处理等问题进行集中控制,同时还可以应用较多的技术方案,最直接的方式是将辅岗操作系统与DCS系统主机相连接,使用集中化方案进行控制。另外,还可以在问题较为集中后,将辅岗与MIS、DCS主机相连接,以此实现增效减员,提高设备管理和技术水平。

(五)远程智能I/O

当前,许多DCS生产商都设计出了远程I/O设备,此设备较为独立,主要由计算机适配器、现场总线与智能前端所构成,其中智能前端是测控设备,一般用于生产现场中,可以实现A/D与D/A的转换、热电偶、去抖作业以及测量热电阻的变换情况等功能作用[3]。从某个程度上看,与现场总线产品相类似。而现场总线是以数字化通讯形式串行,不但可以实现点对点、点对多点等工作形式,还支持广播式工作形式,与其他现场总线产品作用相同。所以将DCS应用到热工控制系统中可以实现对系统整体统一、协调管理,和主控系统间可交换数据信息,有效提升了热工系统运行的可靠性,

(六)其他技术措施

第一,数据挖掘技术。数据挖掘技术可以说是DCS系统的发展趋势,能够有效改善系统应用效果。对于电厂来说,随着电能需求量的增多,热工控制系统需要承受更多工作负荷,所以将DCS应用到热工控制系统中,DCS系统需要在众多数据中筛选出具有价值的数据信息。而数据挖掘技术的使用,操作者能够以查找关键词的方式对历史数据资料进行筛选,以此快速找到自己所需数据,进而提升电厂生产控制效率,增强风险识别能力。

第二,人机交互技术。将DCS运用到电厂热工控制系统中,所需的人机交互技术要具备较强的功能作用。在DCS系统中带有组态软件,此软件能够为操作者提供人机界面,可以支持基本人机交互功能。随着科学技术水平的快速发展,相信DCS系统中的人机交互技术会越来越完善,进而强化电场中热工控制系统的功能。

结束语:综上所述,将DCS应用到电厂热工控制系统可有效提升控制质量与效率,但是DCS系统在实际工作中存在一些问题,需要依托于其他技术来解决这些问题,进而使其在电厂生产控制上发挥最大效用。

参考文献:

[1]王志强.霍尼韦尔DCS系统自动弹出式速率报警在煤化工装置中的应用[J].现代工业经济和信息化,2019,9(03):28-29+46.

[2]李茹艳,李佳,刘希闻,等.基于DCS的火力发电厂输煤程序控制系统设计和调试[J].吉林电力,2018,46(06):43-44+56.

[3]张晓朕,许坤.PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J].南方农机,2019,50(04):176.

标签:;  ;  ;  

电厂热工控制系统中DCS的应用探析
下载Doc文档

猜你喜欢