解向军

摘要 本文从DCS的可扩展性、兼容性、监控模式、辅机控制、远程智能方面详细阐述了DCS在电厂热工控制系统中的优势，并提出了DCS在电厂热工控制系统中的维护与管理措施，最后总结了在当前，DCS系统仍是电厂热工控制系统中的主流。

关键词 DCS 电厂；热工控制系统；维护与管理

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0086-02

DCS即为集散控制系统（Distributed Control System）。DCS是多级计算机系统，以通信网络为纽带，由过程控制级和过程监控级组成。DCS综合了计算机、通讯、显示和控制4项技术，也称为4C技术。

1 DCS在电厂热工控制系统中的优势

在结构上，DCS控制系统采用的模式是局部控制独立运行的工作站，各工作站之间的信息传递依靠局部网络通讯来实现；在功能上，DCS控制系统的主要控制方式是分层递阶控制，能与更上一级的网络系统或计算机实施通讯。DCS在电厂的应用，使火力发电机组的数据采集、数据处理、生产过程和逻辑控制、生产过程的监视和报警、设备的联锁和保护、员工的操作管理能力得到了提高，是当前热控系统的主要方式，主要体现在以下几方面：

1.1 兼容性强

大型火电机组所控制的对象数量多，而且比较复杂，被控对象的特点是延迟大、非线性、干扰源多、控制参数多且互相影响，这就导致了自动控制系统有很大的设计难度。使用DCS 控制系统后，其潜力得到了充分的利用，使高级的、复杂的控制算法得以实现，比如自适应控制、预估控制、模糊控制、神经元控制、非线性控制等，使机组自动控制得到了提高。

1.2 监控模式全程化

近年来的实践证明，DCS能够保障火电厂的安全可靠运行，在当前的工程设计中，绝大多数的后备监控设备已经被取消，只保留了几个能够紧急停机的开关，在不就的将来，火电厂将广泛接受火电机组的全CRT监控技术；此外，DCS系统引进了大屏幕显示技术，使人机界面得到了大大的改善。这使自动化系统得到了简化，减少了监控人员的数量，减少投资，不但提高了电厂的安全运行，还提高了经济效益。

1.3 辅机DCS控制得以实现

当前，已经具备了将DCS技术应用于大机组上的技术与条件。对于辅助系统，比如对除灰、除渣、运输煤、处理化学水的集中控制，就可以采用不同的技术方案，最直接的方法是将辅机系统与主机DCS相连，应用比较集中的方案；另一种方法是使之相对集中后，再与MIS和主机DCS连接。这样就能实现减员增效的目标，同时还使技术和管理水平得到提高。

1.4 远程智能I/O

当前，许多DCS生产厂家设计开发了远程智能I/O 装置。这种装置是一种独立的系统，由智能前端、现场通讯总线和计算机适配器三部分组成。智能前端是一种测控装置，按放于生产现场，主要的功能是完成A/D、D/A 转换、去抖、滤波、热电偶、PID控制和热电阻的测量与变换等，从某种意义上讲就是现场的总线产品。现场通讯总线的通讯方式是全数字串行，不仅支持点对点、点对多点的工作方式，还支持广播式和主从的工作方式，与当前广泛应用的现场总线产品一模一样。通讯适配器的功能是统一协调与管理整个网络，完成和主控系统之间的信息互换。通过很多应用实践，远程智能I/O不仅可以提高DCS系统的安全可靠性，还具备了现场总线的很多优点。

2 DCS在电厂热工控制系统中的维护与管理

DCS系统的维护与管理包括硬件和软件的检查、保护及管理。

2.1 硬件维护与管理

判断和修复输入/输出模块的故障一般是系统诊断完成，通常的处理办法是更换模块。一般的工作人员难以判断因内部元件的老化等原因导致的热控制模块故障，这主要是因为一般的工作人员不具备相当高的理论知识，另一方面是一般技术人员难以知道仪表制造的核心技术。输入／输出模块的故障很多在调试和运行阶段出现，理论上讲应该是生产厂家对其维护，一般的工作人员难以更换模块。诊断和修复现场设备故障时，与常规的设备故障区别不大，一旦通过异常反应或系统报警后发现某一个组件或设备存在故障而不能正常工作，工作人员就要迅速的做出判断故障原因，及时准确的进行处理。工程技术人员要结合工作人员提供的故障信息，在有安全保护措施的条件下，进行技术维修。不管哪种系统，操作员站的操作被停止都有着复杂的原因，有硬盘、卡、冷却风扇不能正常工作等原因都可引起操作员站死机。人为操作也是操作员站死机的原因之一，这种故障一般是通过修改控制逻辑，更新下载软件，再次启动设备，就能够解决设备故障。所以，通过人员培训可以避免人为操作失败。

2.2 软件的维护与管理

要及时备份应用软件，记录所有的变化；及时保存修改的数据库，同时也要做好备份；检测与测试软件时，要检测每个级别的权限，对软件功能进行测试；要对软件的管理、更新、修改做好规范；要有良好的系统病毒保护防范软件；在设备运行阶段或进行维护时，要有严格的保护和隔离措施；当有的操作站在运行时有故障发生，要在保证可用的操作员站能够继续运行并能够完成监测工作的前提下，进行故障排除，假如有故障没有办法排除，要依据设备运行的状态进行故障排查和排除；假如所有的操作员站不能正常运行，要采取停止运行的措施，可以进行电路控制器调节或采取停电措施；强化设备和软的监督检查制度，尤其是中央处理器、系统网络、设备电源等故障，要保证工作人员能够做出迅速反应并采取相应的维护与维修对策。

3 结论

自DCS控制系统诞生，便展现出了无限的生机，发展日益完善，在电厂的大机组的自动控制中得到了广泛应用。目前，无论是国产还是国外引进的300mW以上的火电机组，全都采用DCS。由于DCS系统能给电厂带来安全生产和巨大的经济效益，有些火电厂300mW以下的火电机组也遵循DCS进行了改造，使其应用的广泛度超过了以往任何的控制系统。

参考文献

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