DCS系统在热电厂自动控制上的应用研究

毕胜红，梁 静

（中国华电石家庄热电有限公司热工车间，河北 石家庄 050041）

DCS系统在热电厂自动控制上的应用研究

毕胜红，梁 静

（中国华电石家庄热电有限公司热工车间，河北 石家庄 050041）

DCS系统在热电厂中被越来越广泛的应用，文章在介绍DCS系统特点的基础上，从硬件维护和日常管理两个方面研究了该系统在热电厂自动控制中的应用。

DCS系统；热电厂

1 DCS系统的特点

DCS系统是以微处理器为基础，再结合计算机技术、网络通信技术、过程控制技术以及CRT显示技术等共同构成的新型控制系统，它的出现和应用改变了热电厂传统的生产方式，改善了劳动条件，降低了能耗，为发电机组经济安全的运行提供了保障。其特点体现在以下几个方面：

1.1 功能分层体系

DCS系统层次化的特点，其分散控制的理念、集中操作的管理都可以帮助运行人员方便的获得机组的综合信息，并且能够分散控制系统的危险因素。DCS在热电厂的应用中，其功能体系通常由过程控制级和过程管理级共同组成。过程控制级又叫直接控制级，其与现场的变送器、温度仪表以及执行器等各类设备直接连接，以采集和处理相关现场数据，再通过过程管理级和总线进行信息交换；而过程管理级则包括操作站、工程师工作站以及监控机算机等，它对过程中各个站点的信息进行综合监视，通过集中显示操作控制参数组态、回路修改以及优化过程处理。

1.2 功能齐全，操作方便

DCS系统可以提供操作显示、棒状图显示、成组显示以及趋势显示等多种显示画面，而且具备报警提示、制表记录、操作指导以及历史数据的检索和储存功能。运行人员可以利用其多层显示的结构对整个生产过程进行全程控制的监视，还可以根据计算机的事故追忆功能以记事件的顺序记录功能，迅速判断出事故的原因，并进行及时处理，还减少了停机时间。并用DCS系统具备强大的软件功能，可以通过复杂的保护和控制功能保护机组可靠、安全的运行。由于DCS系统界面操作人性化，操作人员可以利用轨迹球、键盘以及鼠标等不同的输入设备对机组进行控制或者系统组态和修改，并且系统对于操作指令的反应也非常迅速。

1.3 可靠性高

无论是从元器件的选择、电路的设计还是系统的配置以及软件的实现，DCS系统的可靠性都非常高。在系统设计方面，该系统采用冗余、容错技术，过程处理器、电源和通讯总线。一般的冗余配置，当单项出现故障时不会影响系统的整体运行。重要的输出输入通道冗余设置分配在不同的模件上，各操作站之间互为备用。

1.4 组态灵活，便于扩展

DCS的操作系统具有开放的网络结构，组态直观灵活，方便扩展，这些特点用在热电厂的改造和扩建中，可以缩短工期，减少投资，节省了工程的成本。

1.5 自动调节功能

DCS系统的控制策略和控制理论较先进，对于常规仪表无法实现的自动调节功能，它可以轻而易举的完成，提高了自动调节的投入率和主参数的控制精度，能够节约能源，提高效益。

1.6 强大的通信功能

DCS系统各个控制站点通过总线连接，不但能实现系统内数据共享，而且可以与其它的系统进行通迅，实现信息的交换，节约了控制电缆、变送器以及一次元件，减少了配件的数量和种类，降低管理维护的费用和工作量。

2 DCS系统的硬件维护

2.1 过程通道

I/0模块的故障是通过系统自带的诊断功能来判断的，处理方法通常是更换模块，如果是由于其内部元件陈旧、老化等问题而造成的故障，则电热厂的操作人员不易判断出来。一般出现这种故障时要把I/0模块送回厂家进行检修，因为热工检修人员受到技术水平以及仪表厂家核心技术保密等原因的限制，无法像检修常规的仪表那样得心应手。I/0模块的设计趋于一体化，因此I/0模块的备件要充足。I/0模块故障大多出现在调试时期以及运行初期。

2.2 操作员站死机

每种DCS系统都会或多或少的出现操作员站死机的故障，无论是卡件或者硬盘故障，还是冷却风扇的工作异常等都会造成操作员站的死机故障。有时故障也是人为造成的，通常在下装软件、修改控制逻辑以及重启设备时都容易发生故障，轻则引起设备异常，重则设备停运。所以运行人员在操作员站、工程师站的操作时要特别加强注意，以防止发生人为操作故障。

2.3 就地设备

诊断处理就地设备的故障与常规的故障处理方法没有太大区别，只是控制设备或者一次元件出现故障时不易被发现，这主要是由于显示画面过多，无法全部显示造成的，只有当机组异常或者出现报警时才会被发现，因此对于运行人员以及检修人员的素质要求就要提高。运行人员要详细的介绍故障前后的状态，以便于热工人员准确及时的处理故障缺陷；而热工人员要掌握热力设备的原理，再根据运行人员所提供的信息对故障进行处理分析。DCS系统的模块多数都支持热插拔，不过也不能随便插拔，实际操作时也应做好安全防护措施。

2.4 干扰问题

主要的干扰问题就是接地问题，大功率的无线电设备、备用电源的切换，还有DCS系统自身的干扰信号等。DCS系统的接地一般厂家要求比较严格，因此也应引起热电厂运行操作人员以及相关人员的重视。当DCS系统的供电电源、系统信号或者设备本身出现问题时，DCS系统接地后可承受过载电流，将其导迅速的导入大地，并且可以为I/0信号提代屏蔽，以消除电子噪声的干扰，防止设备静电积累或者外壳带电，防止对设备的损坏和对人的触电伤害。

3 日常管理

3.1 应用软件要及时备份

日常管理中要对应用软件做及时的备份，小范围的改动可以做记录，如果修改数据库数据，不但要将数据副本保存在工程师站，还应有其它的备份盘。

3.2 功能试验以及软件检查

要对DCS系统中全部软件的功能进行试验，并要检查各级对应的权限。DCS系统的应用软件和系统软件要进行规范化管理，制定出相应的软件更新、修改、升级等要履行的审批授权制度和责任人制度等。在对软件进行更新、升级或者修改前，要对软件进行备份，未经授权的软件不能随意下载到正在运行的DCS系统中，要建立有效的系统防毒措施。

3.3 系统运行环境的影响

湿度、温度、振动以及灰尘等都会对热控电子元件和设备产生很大的影响，因此要对控制电子设备的运行环境做相应的控制，从而提高系统的工作可靠性以及使用寿命。日常工作中要做好设备检修，可以及时发现设备的隐患故障，予以排除，以保证设备良好的运行状态。停机时，要对保护系统进行彻底的检查和维修，并要做严格的保护试验，热控元件要尽量使用技术成熟的、性能可靠的元件，从而提高DCS系统整体的可靠性，并保护系统的安全性和可靠性。

3.4 回路控制器

在调节相应的电源故障或者回路控制器时，要把自动状态切换至手动维持状态，并及时的处理系统故障，可以结合实际的处理情况采取相应的措施。因此，要加强对DCS系统的监视检查，当发现网络、电源以及CPU故障时，要迅速通知运行人员做出相应对策。

总之，以现代科技的发展趋势来看，DCS系统将全面取代传统的控制回路，因此我们要在日常工作中不断积累、不断总结，提升自身的专业素质。

Research on DCS System’s Application in the Automatic Control of Power Plant

Bi Shenghong，Liang Jing

DCS system is more and more widely used in the power plant. This paper, based on the characteristics of DCS system, describes the system’s application in automatic control of power plant from two aspects of the hardware maintenance and daily management.

DCS system; power plant

TM 621.6

A

1000－8136（2010）36－0039－02