浅析DCS系统在火电厂电气专业的应用

王现会

(山东电力建设第一工程公司,山东济南 250131)

浅析DCS系统在火电厂电气专业的应用

王现会

(山东电力建设第一工程公司,山东济南 250131)

随着社会的迅速发展和科技的不断进步,集散控制系统(Distributed Control System,简称DCS)已经在各类火电厂中得到普遍的应用,到目前为止,应用效果非常好,但是由于各种主客观因素的影响,一些火电厂使用的电气控制系统仍然是独立的控制模式或者电力控制系统,没有充分的应用DCS系统,这就在一定程度上影响着火电厂各个系统之间的配合协调性,甚至会威胁到火电厂的经济效益。本文主要探讨了使用DCS系统的必要性以及使用过程中的注意事项。

火电厂 DCS系统 电气专业 注意事项 必要性

1 引言

火电厂是一种集电力系统、机电系统于一体的综合控制系统，可以在一定程度提升发电机组运行的安全性、经济性以及节能性，并且近年来受到电子技术和信息技术的影响，火电厂的自动化技术得到迅速的发展。但是如果希望完全实现火电厂每个系统都能集散控制运行，就必须对现有的电气控制系统进行技术改造或者升级，借助于先进的科学技术，使其可以融入DCS控制系统中。

2 DCS控制系统的配置以及控制方式

2.1 DCS控制系统的配置

DCS控制系统各个网络节点的分布，完全遵循各个节点之间“点对点通讯相对独立”的原则。DCS控制系统在结构上选择了双网冗余结构，形成的冗余容错网，通过解决传输设备发生故障导致的网络连接错误问题，在一定程度上提高网络的可靠性。DCS控制系统使用的传输介质是光纤，所以可以很好的提高通讯电缆的抗电磁干扰性，使远程控制器之间的互相通讯成为可能。另一方面，系统通过在同一个交换机上连接冗余分散处理单元(Distributed Processing Unit，简称DPU)，来实现点对点的数据拷贝和跟踪，冗余分散处理单元在交换机上就可以直接转发，从而在一定程度上减轻了主干网的网络负荷。所以，火电厂的电气系统引入DCS控制系统之后，就会具有以下特点:

(1)实现信息的集中，虽然分散控制系统是由不同厂家制造的设备所组成，不利于信息集中的实现，但是如果处理的好，也可以很好的解决通讯问题，实现信息集中；

(2)充分发挥专门控制装置的优势，实现电气系统的总体使用经济、构成合理等特点，充分发挥控制装置的可靠性；

(3)电气控制系统的界面非常清晰，从而有利于实现传统专业化系统的检修、维护以及调试等功能[1]。

2.2 DCS控制系统的控制方式

DCS控制系统实现电气控制的基本原则是:

(1)功能方面，确保电气控制系统独立、安全的运行，万一发生意外，脱离了DCS控制系统，也可以无需借助于外部的帮助，而实现电气控制系统的安全运行；

(2)充分发挥原有的专用微机数字化装置的优点，实现电气控制系统的核心作用。

DCS控制系统在控制方式上，因为控制逻辑关系非常简单，所以通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)的帮助提高数据通讯的性价比。由于目前DCS控制系统能够实现的功能中，多数厂家的DCS控制系统都具备与这种控制方式功能相对应的程序，虽然在经济方面比较实惠，但是降低了可靠性，所以，可以通过人为设置运算速度、使用冗余方式配置控制系统来解决这个问题。在新型的工程中，一些还没有完工的DCS控制系统，借助于自带的编辑器或者使用PLC面板来控制键盘都可以对控制对象实现临时操作。如:启动机组前，要综合、统一的检查包括电气系统在内的机组的启动条件，如果汽轮机的转速和额定转速不相上下时，就要及时启动励磁系统，在负荷一定的情况下，运行人员可以进行必要的干预，来切换用电，停机的情况下，由汽轮机的停机主控回路向控制系统发出停机指令，关闭电气系统[2]。

3 火电厂电气专业使用DCS控制系统的必要性

近年来，电力系统得到进一步的完善，电气二次专业也形成一种完善的技术模式和管理模式，目前，国家和有关部门也在大力推广火电厂电气专业的自动化技术，相关人员都积累了十分丰富的关于电气专业管理的经验。电力专业水平得到大幅度的提升，主要依赖于网络技术和计算机技术的迅速发展，但是从管理层面和设计层面来说，火电厂的电气专业始终都是一种相对独立的系统，这也使得火电厂的电气专业在网络技术和计算机技术的应用中出现了一定程度的滞后性。为了适应社会发展的速度和时代的潮流，提高火电厂电气专业的发展水平很有必要，国内外很多学者、专家都做了很多探索和尝试，为火电厂电气专业充分应用DCS控制系统奠定了很好的基础。

DCS控制系统具有非常好的可靠性，不仅可以规避大量操作终端的应用程序，还可以避免硬接线、按钮等引发的故障，并且，DCS控制系统具有非常缜密的内部逻辑，通过应用新型控制系统，替换原有的固态逻辑和继电器模式，提升整个电气系统运行的可靠性和安全性，大大降低错误操作的发生率。

此外，DCS控制系统还可以实现电气监控和电气运作的一体化运行模式，统一控制整个机组，提升集散控制运行的能力。从这些方面可以看出，在火电厂电气专业中应用DCS控制系统可以大幅度提升整个火电厂运行的自动化和综合化水平[3]。

4 火电厂电气专业应用DCS控制系统的注意事项

4.1 系统的调试

火电厂电气专业应用DCS控制系统将会增加热控系统和电气系统的配合作用，新控制系统的技术重点、组织方法和调试措施等都和原有的系统有很大的差异。和电气系统相比，热控系统具有非常明确的分工，内部调试的工作都由机务人员和热控人员共同配合完成。火电厂电气专业应用DCS控制系统之后，一些电气人员并不了解DCS控制系统的特性，所以必须要选择一种科学、合理的方式来加强电气控制人员、机务人员以及热控人员之间的配合。通常情况下，电气控制应由专业的电气人员负责，而电气信息的调试和处理则由专业的工程师来负责[4]。

4.2 电气装置功能的分配

火电厂的电气专业和热工专业有很大的差异，应用DCS控制系统时，必须要考虑这方面的问题。火电厂电气系统在设置参数和控制逻辑的过程中，都会涉及到较多的问题和内容，重复工作比较少，但是需要较长的时间，而热工控制虽然具有较多的重复性工作，但是参数和功能的修改都是由专业的工程师负责对控制站实施代码的传输工作。从这些方面可以看出，火电厂同时具有热工控制系统和电气系统，在修改参数时，就会发生电气系统的误动问题，所以火电厂的电气专业应用DCS控制系统时，必须要慎重考虑这类问题。如果机组不久前才使用，还要考虑用电的控制和保护问题，提高整个电气系统运行的经济性和安全性。

4.3 始终控制的配置

火电厂的电气系统在运行过程中，由于机组的控制装置是由不同的微处理器和DCS控制系统组成，所以为了提高火电厂的电气专业和DCS控制系统的配合性，就必须要考虑到始终控制的配置问题。在具体工作中，由于部分装置没有考虑到这个问题，也没有指定相应的、完善的对接方式，就会造成火电厂电气专业应用DCS控制系统时出现信息紊乱等情况，从而在一定程度上影响火电厂的管理质量[5]。

4.4 系统设备的配合

通常情况下，传统DCS控制系统的技术联络、结构、容量、规模等都是由热控专业来负责，在这种类型的工作中，热控专业和电气专业的配合比较少，也就会使火电厂电气专业应用DCS控制系统时受到一定程度的控制。要解决这类问题，就必须要选择一种科学、合理的方式提高DCS控制系统在电气专业中的应用率，主要包括以下几个方面:

(1)变送器的状态和清单需要详细的设计，在设计过程中，由于考虑到火电厂的电气专业具有非常强的专业性，所以，要注意电气控制功能和逻辑功能在整个DCS控制系统位置中的非分配问题；

(2)设计过程中，要与DCS控制系统的制造厂家交流、沟通某些技术性问题，对电气系统的特性进行深入的分析，特别是DCS控制系统的硬件配置和系统功能[6]。

5 结语

综上所述，火电厂电气专业应用DCS控制系统可以较大的提升火电厂运行的经济性，但是在应用过程中，必须要根据实际情况，选择科学合理的方式解决应用过程中的各种问题，分析出相关技术和安全措施的解决策略，在实践过程中不断修正、深化运行过程，确保火电厂发电机组运行的安全性。

[1]任金彩,王亮.火电厂电气安装问题及对策分析[J].科技资讯,2013(35):102-103.

[2]谷林,欧阳昌华,廖力清,李勇.火力发电厂烟气脱硫过程控制系统[J].电气传动, 2006,36(3):52-53.

[3]陈慧春,龚祥生,敬勇.200 MW火力发电机组仿真机DCS改造[J].重庆电力高等专科学校学报, 2008,13(2):8-9.

[4]段豪.浅议DCS系统在火电厂电气专业的实际应用[J].河南科技,2013(19):85-86.

[5]郑明川.浅议DCS系统在火电厂电气专业的应用[J].湖南水利水电,2011(3):78-79.

[6]刘鹏飞,林萌,侯东,陈智,杨燕华.核电厂DCS系统功能验证工程模拟机研究[J].核动力工程,2009,30(1):64-65.