胡海杰

摘 要：随着电厂热工控制技术的不断完善，DCS系统成为了其重要的组成部分，不仅可以提高机组运行的可靠性，还可以提升效率，实现智能化和自动化。对电厂热工控制中的DCS系统功能设计进行了分析，并在此基础上阐述了其应用方法，仅供参考。

关键词：DCS系统；电厂热工；锅炉；电气系统

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.141

DCS系统作为一种集散型控制系统，相比于传统结构，主要是以计算机系统作为基础的，可以有效改善系统软件的运行环境，可对锅炉系统、发电机组发送相关控制指令，从而实现对锅炉、汽机以及电气系统的有效控制。

1 DCS系统设计

1.1 DAS

DAS又称监控系统，主要功能是在线检测机组生产过程中的相关参数，经处理运算，最终以CRT形式发送给操作人员。在该系统应用的过程中，具有自动报警功能，且可以制表、打印，大大提高了操作的及时性和准确性。

1.2 MCS

模拟量控制系统将发电机组中的汽机、锅炉作为整体进行控制，又可以分为炉侧、机侧模拟量管控系统。对于机侧MCS而言，除了锅炉给水系统调节、除氧器水位调节为串级调节外，其余均为单回路调节系统。比如，除氧器压力系统、凝汽器和闭式水箱水位调节系统。在实践中可以看到，MCS的功能主要体现在生产中水、风燃料等过程中变量的自动调节，还包括单元制汽轮发电机组荷载控制。

1.3 SCS

对于顺序控制系统而言，又称为程序控制系统，可将机组的操作根据热力系统进行划分，且其可以划分成一些子系统。根据事先预定的顺序，基于对设备状态逻辑的判断，可及时发出操作指令，并按顺序启动机组中的各部分设备，从而达到顺序管控的目的。该系统的主要任务是电厂主机的自动启停、监视参数和联锁保护。对于SCS系统而言，其指令优先级即分层设计，炉侧顺序管控范围包含送风机、炉膛吹灰以及引风机等系统，机侧顺序系统包含汽机润滑油、内冷水和胶球清洗等系统。

1.4 DEH

对于数字电液调节系统而言，其作为电厂发电机组的主要构成部分，功能作用体现在汽轮机转速调解，同时，还能对功率以及控制压力进行优化调整，从而实现电厂机组的自动启停。

1.5 FSSS

就炉膛安监系统而言，通常又称为BMS，即锅炉燃烧器管理系统，其可在锅炉运行、启停过程中，密切、连续地监视燃烧系统的状态和参数，通过逻辑判断以及运算，在必要时将动作指令发出来，结合顺序控制和連锁设备设计，从而使燃烧系统内部设备按逻辑顺序被控制，或对未遂事故进行处理，以确保锅炉运行的安全性和可靠性。

2 DCS系统应用实践

基于以上对当前电厂热工系统中的DCS结构的分析，对该系统的应用实践分析如下。

2.1 硬件管护及其应用

在普通条件下，DCS系统中的输入模块和输出模块发生故障问题时，均可通过自我修复来解决。在普通的生产条件下，输入模块与输出模块产生的故障多出现在实际运行、调试等阶段。在此过程中，要求生产厂家对模块整体维修、集中处理。目前，DCS控制系统中已经应用了远程智能I/O，其智能前端属于测控装置，主要在现场施工安装，不仅可以合理变换和准确测量电热组，而且还能实现AD与DA的转换操作。作为独立系统，通讯适配器主要是对整个网络进行协调、统一、综合管理，能实现与主控系统间的信息转换；现场通讯总线选用的是全数字串行通讯方式，其支持主体与广播式、点对点和点对多点的工作方式，与目前广泛使用的现场总线产品基本一致。经过大量实践证明，远程智能I/O不仅可以有效提高系统的安全性，还兼具很多现场总线的优势。

2.2 现场总布线

对于DCS系统而言，现场总布线对系统运行产生的影响不可小觑，在应用实践中应予以高度重视。在现场总布线中，应从主从架构以及多点数字通信的特点着手，形成完整的数据链路层和网络物理层、应用层的协议栈，比如CAN等。基于上述处理，可以将控制系统与智能设备有机地连接起来，从而形成局域通信网络。DCS系统相比于现场总布线，其维护成本相对较高，且接口位置的兼容性相对较差。在实际应用的过程中，在DCS系统中应用现场总部线技术可以优化现场局部控制架构，这对确保电厂系统的正常运行具有非常重要的作用。从国内多个电厂的热工控制实况看，热工系统中的锅炉系统以及汽轮机系的控制都是相对独立的。在这种情况下，为可确保原电厂热工控制系统能有效地改造成相对比较独立的系统（DCS），在实际操作过程中应以标准现场总线通过协议为中心，在DCS中融入独立系统。为了实现这一目标，需要在现场布线时预留汽轮机、锅炉等系统的安装接口，保证DCS系统可对上述相关设备进行有效控制，这也是DCS系统的通用化体现。

2.3 高速网络通信

DCS系统的核心是互联网技术。在系统应用实践中，应用高速网络通信手段有利于改进和提高DCS技术和网络质量，确保网络中的数据传输的安全性和稳定性。电厂集散系统中的以太网延迟存在严重的不确定性、网卡溢出和网络风暴等问题，对集散控制数据信息的传输产生了较大的影响。随着电厂系统的不断发展和生产规模的扩大，上述问题所产生的影响更加明显。对于这一现象，在DCS系统的应用过程中，建议采取以下解决措施：①在原有以太网基础之上，基于对网络流量的控制和技术应用，收集网络流量信息数据，对数据信息内容进行综合分析，建立对应的流量模型，以便于对整个局域网信息数据流量的准确把握；根据DCS的运行情况和要求，不可影响计算系统的正常运行，并对数据信息资料进行实时采集。②通信网络升级。将事件触发基础上的TCP/IP升级成时间触发基础上的TTE计算机网络。

3 结束语

综上所述，DCS系统的应用优势非常明显，使其在各行业和领域得以广泛应用，且为各行业和领域带来了新的、更加优质的科技信息。在当前电厂热工控制系统中，利用DCS系统取得了一定的成效，一方面可以有效保障电厂发电机组的安全运行；另一方面，可进行远程控制，对系统内、外设施进行自动化控制，大大降低了生产成本，提高了社会和经济效益。

参考文献

[1]皮博源.浅谈DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].科技创新与应用，2015（07）.

[2]高扬.论DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].中外企业家，2016（01）.

[3]刘武斌.DCS在电厂热工控制系统中的应用研究[J].企业技术开发，2016（05）.

[4]汪磊.火力发电DCS自动化技术的应用现状研究[J].价值工程，2014（19）.

〔编辑：张思楠〕