锅炉发电系统中DCS技术的应用

梁 栋

（安徽华电芜湖发电有限公司，安徽 芜湖，241000）

0 引 言

DCS技术作为现代发电企业中不可缺少的主要技术方式，以其操作的安全性、可靠性以及节能性成为众多电力企业在锅炉发电系统中的主要运用技术。该技术合理运用了计算机技术、通信技术以及很多现代化先进技术，体现出了时代的气息，成为现代锅炉发电系统中主要运用技术。因此，本文以DCS技术在锅炉发电系统中的应用为主要研究对象，对其进行深刻的研究分析，总结该技术的相关特点及运用方法。

1 DCS技术的概述及组成

1.1 DCS技术

DCS技术是将计算机技术、控制技术、网络技术以及CRT显示技术融为一体的高新技术产品[1]。这些高科技技术的融合，使得锅炉发电操作系统的控制能力增强，简化了以往繁琐的操作过程，提高了操作系统的可靠性及其各方面性能，便于企业的工业装置生产控制和经营管理工作。在注重技术化和简单化操作的时代，DCS技术更加受到电力、化工以及冶金等自动化行业的青睐，逐渐普及于各个操作系统行业。

在现代的发电企业中，DCS控制系统在其中的作用已不言而喻，成为其中不可缺少的一部分。在电气系统中，DCS系统能够精确地控制锅炉等有关发电的装置设备，还能为企业及时收集整理发电机组和其他设备在工作中的信息与数据，然后通过收集的信息和数据作出适合锅炉发电的控制命令，控制锅炉的运行[2]。因此，现阶段我国大部分电力发电公司采用DCS控制系统来控制锅炉发电等设备的运行。

1.2 锅炉发电中DCS操控系统的主要硬件组成

公司使用的锅炉发电系统中的主要设备包括一台全烧煤气的锅炉和两台汽轮机发电机组。循环水和软化水控制是其中的辅助系统，所有的控制都可以在控制室里面完成布置和操控，主要操控是通过仪表自控系统来进行集散控制，也就是DCS系统。在锅炉发电系统中运用DCS系统能够综合收集和处理所有的信息，并根据实际情况作出分析判断，达到安全的控制，这是DCS操作系统全能综合型集成化的特点。通过锅炉发电系统的硬件组成可以看出，DCS系统可以在锅炉发电系统中收集大量的信息数据，并且能控制锅炉及汽轮机辅助机器的启动顺序，与锅炉启动和熄火保护装置等融为一体，成为锅炉发电系统中的重要一环，对锅炉发电及企业其他自动化操作系统有着较大的影响[3]。

1.3 DCS系统中调节功能在锅炉发电的作用

锅炉发电中会出现很多状况，需要运用DCS系统中的通信站收集锅炉膛燃烧的相关情况以及锅炉汽包水位等多种状况的信息与数据，合理运用操作站时刻全面监控锅炉的运行状况，做好相应的统计工作，并针对各种信息情况做好集中处理工作。在此过程中，操作员站需要根据相关的信息提示，根据实际情况显示与切换画面，或按照操作员站发布的命令，掌控锅炉发电系统运行的状况，然后进行调整和控制，从而达到人工操作系统的目的，体现出DCS系统的优势，向人们很好地展现出DCS操作系统的操作化。

1.4 操作站配置高

操作站运用了相关的网络信息技术和现代计算机等先进技术。其中最主要的是工业PC机，有了这个高科技的存在，便可以在局域型的控制系统中完成广泛的监视工作及相关操作，控制锅炉发电的运行，而且还可以进行组态的编程工作，完成进一步的操控。除此之外，工业PC机中安装了高级的CPU芯片，可以满足系统的快速操作，让操作系统流畅。配备的大容量硬盘，可以达到80 GB，能储存大量数据，并且内存也达到了256 MB，极大地提升了控制系统中主机的配置，使整个操作系统更加流畅。

1.5 DCS系统中主控单元FM801的组成与功能

主控单元中的FM801的配置主要运用了Pentium级别的冗余工控机[4]。运用这种强力的硬件能提高发电系统中系统对信息和数据的处理能力和速度，还可以提升网络的通信能力。锅炉发电系统中全部的信息和数据都由主控单元进行处理分析。因此为了节约成本，可在现实的锅炉发电站中只配备一个现场控制站，来帮助锅炉发电系统完成操作。操作过程中冗余主控单元数量需要达到两个，才能保证正常工作。主控单元FM801主要由机器外壳、电源模块以及处理信息运行必要的CPU等相关部分组成。另外都会有前面板，主要用来显示系统运行中的各种状态。也就是说，工人在操作锅炉发电系统的过程中可以通过观察面板上指示灯的状态，根据相应情况做出正确的操作，保证锅炉发电系统的正常安全进行。

1.6 锅炉DCS发电系统中的组态软件

工程师通过操作站台可以运行锅炉发电系统中的DCS系统组态软件。在整个组态软件的运用中，最常用的是服务器算法软件和控制器算法软件等[5]。其中，服务器算法软件主要用来计算服务器的负荷率组态，便于观察服务器的状态，此外还可以计算通信过程，是一种新的算法组态。控制器算法的应用更加广泛，不论是硬件的配置，还是数据库定义及不同的算法语言都可以进行相关操作控制方案的编写，并且可以根据多种需要选择多种控制组态。

2 DCS在锅炉发电系统中的操作流程及注意事项

2.1 操作流程

锅炉发电系统中的DCS操作系统由上述的主要硬件和软件组成，通过不同的软硬件组合形成一套完整的功能性系统。锅炉发电系统中的各个功能都在控制面板上，操作员站和工程师站这两大操作平台，通过前期的安装与系统中的各个网络相互连接，不仅能监控操作系统的状况，还能控制锅炉发电系统的功能，成为了锅炉发电系统中主要的编辑系统方式。现代锅炉发电系统只需根据对应的步骤，按照系统要求依次进行，便可以顺利操作DCS系统，达到操作目的。

2.2 注意事项

DCS操作系统不是简单安装硬件与软件便可以工作，而是需要工程师通过在站点编程，让系统中具有相应的程序才能满足锅炉发电系统的需求。因此，在使用DCS系统时，操作人员需要按照步骤和操作要求严格进行，才能保证锅炉发电的正常运行，避免因操作失误而导致的系统错乱。除此之外，操作人员还要时刻观察锅炉等系统的情况，一旦发生状况应及时处理，避免产生不必要的后果。虽然现代的操作系统都是智能化系统，且有相应的保护装置，操作失误不会造成什么严重影响，但是过多的失误势必会损害机器。如果操作时间较长且频繁加上操作人员不在意，那么将可能会引起较大事故。所以一定要告诫操作人员需要正确操作，从而避免发生不必要的事故。

3 DCS系统在锅炉发电系统的优势与不足

3.1 优 势

DCS控制系统又称为分布式计算机控制系统，在生产过程中充分利用了计算机技术对电力等行业进行监测和控制等操作[1]。由于采用了多种高科技技术，DCS系统不是简单的一种仪表控制的系统，也不是相对全部集中控制的操作系统，而是通过改造结合发展成为一个相对综合的系统，使其有了很强的通用性。此外，DCS系统的组态也相对灵活，可以根据需要搭配完成控制，使得DCS控制的功能变多。计算机等硬件设施配置的不断提高，使得操作过程中的处理速度较快，显示操作的界面相对集中，人和机器能做到较好地配合，方便了安装，提升了安全性能和自动化操作水平，方便了企业的管理，降低了电力企业的能源消耗，提高了原材料的利用率，减少了员工的工作步骤，提高了工作的效率，为企业和社会提供了较大的经济效益和社会效益。

3.2 不 足

DCS系统在锅炉发电系统中作为主要的操控系统时，当工作人员发现系统出现问题且需要进行改动时，工程师无法完全做到在线上进行调整和修改。系统内部安装有增量及全局编译功能可以进行修改和调整，但是这个编译功能相对局限，只能修改部分问题，有些问题修改时，必须运用全局编译[6]。例如，更换硬件配置及设定相应的目标配置和任务配置时，只能通过全局编译进行修复，这样不仅要停止全部的电机，还要关闭所有的调节阀门，使整个发电锅炉处于停工状态，然后在进行相关的修改与调整。这样不仅耽误时间，还给电气企业和人们的生活带来了一定的影响。可见，DCS系统不能完全做到在线修改，是其最大的不足。

4 结 论

随着现代科学技术的飞速发展，智能化和自动化逐渐走进了人们的生活，给人们的工作带来了极大的方便。DCS操作系统作为现代大部分企业经常运用的操作系统，以操作简便和处理快速的优势成为锅炉发电系统中常用的系统。运用DCS操控系统的锅炉发电系统相较以前，其稳定性、安全性、可靠性以及节能性都有了很大提升，不仅方便了企业员工的工作，还间接地提升了企业的效益，降低了发生安全事故的概率。将DCS系统完美地融入到电企等需要电脑自动化操作的行业中，这些行业的快速发展和不断完善也将会不断推动DCS系统的发展，推动社会的发展，方便人们的工作。只有保证不断完善和促进DCS系统的发展，才能保证人们的电力需求。