摘要：在现代工业发展过程中，DCS锅炉自动化系统是工业自动化体系中的重要构成部分。当前DCS技术在工业自动化领域的应用已经越来越广泛，操作理念和技术已经非常成熟。DCS这种技术的本质是通过PC局域网实现控制系统的突出性和可靠性。本文结合我国工业自动化控制系统的发展现状，对于DCS锅炉自动化系统的控制进行介绍，并对其基本构成组件与故障排除进行了分析，希望能帮助进一步提高DCS自动化控制系统的应用。

关键词：自动化控制 DCS系统 锅炉控制

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0011-02

社会科学技术的发展不断推动着人类生产力的提高。近年来，工业自动化控制技术有了长足发展，这也直接推动了DCS控制系统在锅炉自动化系统中的应用以及发展。该系统运行的安全性和可靠性对于整个控制系统具有非常重要的意义。在DCS锅炉自动化控制系统中，关键的能够起到纽带连接作用的是系统的自动化仪表控制系统。随着现在社会的发展，企业对于自动化控制系统的要求和控制规模越来越高，这必然要求相关的技术人员也要进一步提高对自动化控制系统的操作能力，加强对自动化控制系统的相关知识的学习，以便于在DCS锅炉自动化控制系统的运行过程中能够发现存在的问题并解决这些问题，保证系统安全、可靠、高效的运行，为企业创造更大的经济效益和社会效益。

1 DCS控制系统的组成

目前DCS控制系统已经在工业自动化控制系统中得到了比较广泛的应用，而且取得了一定的成果。该系统是一种集散控制系统，在系统运行过程中，该系统主要的控制原则是“集中操作、分散控制”[1]。DCS控制系统的组成可以简单的分为上、下位两个系统。上位系统连接着总系统的控制计算机，可以对系统的数据进行收集、存储与处理；同时通过自身的组态软件功能能够实现对打印等控制参数的设置工作，并对系统运行进行监督，一旦发现异常情况立即报警处理。在上位系统的运行过程中，最重要的一点是它能够对数据的运行进行监督，然后通过软件的分析，确保系统正常运行。

下位控制系统则主要由PLC系统所组成，该系统多与现场的相关设备进行连接，以便于将DCS控制系统与现场设备之间进行通讯或者数据传输。同时上下位系统之间也具有通讯连接功能，这样可以对系统的整体运行数据进行动态监控。当前，基础的应用组件也是应用比较广泛的应用组件有S7-300系列的硬件，平台界面大多采用windows2010，监控软件多选择WINCCV6.0。

2 DCS锅炉自动化控制系统的优势

通过在工业生产中引入自动化控制系统，所有的生产制造环节操作人员都可以不必参与，而只在电脑端上完成指令输入即可。而且自动化控制系统的连接控制都是通过预先编制好的程序进行操作，其运行过程中出现错误的几率较低。这也是应用DCS锅炉自动化控制系统的优势[2]。通过在传统的锅炉系统中引入DCS控制系统，可以在实现锅炉控制系统全面自动化的同时，提高锅炉系统的安全性、稳定性和可靠性，提高系统的运行效率、节约能源，为企业创造更多的经济效益和社会效益。而且该系统还具备自身故障监控检测与分析功能，一旦在运行过程中设备出现故障，系统会自动报警并进行相应的应急处理。

由于DCS控制系统具有分散控制的特性，所以在控制过程中控制过程更加灵活方便，协调性强。在运行过程中过程控制级以及过程监控级都与计算机系统进行了连接，具有通讯、监控、控制等综合能力，而且易于保养维护，性能稳定性高。应用锅炉DCS自动控制系统的主要目的是为了对热源厂的生产系统进行监测与控制。热源厂的工艺系统多采用64MW的热水链条锅炉。该锅炉的功率计算公式如下：

通过该公式可以对链条式锅炉的功率P进行计算。其中T为设备的自动控制运转周期，而t表示运转时间。DCS锅炉自动化控制系统中负責监测的主要是上位系统，在该系统中采用了具有开放性和灵活性的TCP/IP协议，通过该协议可以实现热源厂的锅炉系统的统一监测，并根据检测到的数据情况进行分析采取相应的控制措施，同时还具有报警功能、报表存储以及输出功能等。画面的监测多采用组态显示的方式，更加具有灵活性和安全性。

3 锅炉供热仪表控制系统分析

在锅炉自动化控制系统中，对锅炉供热进行控制仪表系统是整个系统的最关键的部分，如图1所示[3]。在DCS锅炉自动化控制系统中，所有的控制器全部采用了由美国AB公司生产制造的SLC500现场控制器。该控制器具有以下功能：

系统的控制器与设备的仪器仪表，比如温度传感器、压力传感器等进行连接，可以实现对现场仪器仪表的控制和资料的收集；通过对仪器仪表的数据进行采集，系统进行数据计算与分析后会发出相对应的操作指令，指令到达执行机构后被执行；通过工业以太网进行控制，对锅炉的监控中心以及监控现场进行数据收集传输，同时根据系统分析处理后发出的调控指令对锅炉的系统整体进行优化控制，实现热工检测、自动调节等功能。需要注意的一点是为了提高在运行过程中的监测效率，可以将现场的仪器仪表装设信号发送器，这样便可以通过信号发送实现对仪器仪表的检测。系统中的主要信号应该包括温度热电阻、热电偶信号；压力变送器信号；流量计信号；微差压传感器信号等。对于现场数据的采集也很重要，比如锅炉进出口温度、风压、烟气量以及进出口的水压等，这些数据也是控制系统进行参数设置时的重要依据。DCS控制系统中的上位系统会将这些数据进一步的整理后传输到系统的控制器中，控制器根据这些数据进行逻辑运算并发出指令。

4 DCS锅炉自动化控制系统调试

在对DCS锅炉自动化控制系进行调试时，调试流程如下：①对锅炉的整体运行情况和各仪器仪表的数据进行检查，确保正常；②检查系统中给定点的数据传输功能；③对系统内的各个执行器进行检查，却把信号给定，并对执行器的软手操切换进行仔细检查，同时对设备的正常运行情况进行检查；④对各个手操器的自动模式切换进行检查，确保正常。

执行完以上检查准备工作后，开始对系统进行自动调试，流程如下：

①将系统DCS与设备调试电脑进行连接，启动调试程序；先进行引风机调试，如图2所示，对负压表的数据进行记录，并根据系统设定负压值，同时对系统内的控制参数初始值进行调整，将系统切入到自动控制。②对设备的运行情况以及相关仪表的数值进行记录。引风机调试完毕后需要对鼓风机进行调试，调试过程与引风机类似，需要先对鼓风机的风压表数据进行记录，对系统相关参数初始值进行设定，然后切入到自控程序，观察记录设备的运行情况。③随后需要对给煤机进行调试[4]。在对给煤机进行调试的过程中，在对系统参数初始值进行设定后，需要设置给煤机控制参数，然后切入自控程序，观察记录设备的整体运行情况以及相关仪表的读数。④炉排电机调试：在调试时要先对锅炉出口的水温进行检测，并设定数值，对仪表的初始值进行修改，记录数据切入自动控制程序，观察设备的运行情况。⑤自动调试结束，对各环节设备的运行情况以及相关仪器仪表的显示值进行观察记录。

5 DCS控制系统的连锁

在DCS锅炉自动化控制系统中，锅炉的保护系统是整个系统安全稳定运行的重要保障。由于不同的锅炉其内部结构、容量和运行特点都不相同，DCS系统的设置也不相同，不过一般都具有鼓风、引风的连锁保护，并且具有炉排连锁保护。通过连锁保护可以有效的提高锅炉炉膛内的空气与炉膛外的空气的流通性，从而满足炉膛内的负压要求。在启动系统时，应该先启动系统的引风，随后再启动系统的鼓风，如果把两者启动顺序弄反了可能会造成无法启动系统鼓风的情况，所以一定要严格的按照操作规范进行操作，提高系统的安全运行系数[5]。

需要注意的一点是，如果在锅炉运行过程中，出现诸如引风系统停止工作的情况，那么由于连锁作用，同时也会导致鼓风停止运行，紧接着也会导致炉排停止工作，整个系统就基本处于非工作状态。这样设计主要是为了避免当锅炉的引风停止工作造成炉膛内负压过大造成爆炸事故。

6 DCS系统仪表系统故障处理

在DCS锅炉自动化控制系统的应用过程中，由于热源厂的环境比较特殊，尤其是高温环境，所以在应用过程中常常造成相关的仪表设备发生故障。出现异常状况时，对于故障进行原因分析时难点也是重点，这对于设备的维修工作具有非常重要的帮助作用。在对仪表故障进行分析时，首先需要对系统的运行流程以及设备的特性作必要的了解和熟悉，然后再根据系统特点对仪表设备进行调试。在对设备的故障原因进行分析时，要根据相关的历史数据以及仪表的量程等进行检查并记录，要按照一定的顺序进行，先对仪表仪器进行检查，随后再对系统的变送器部分进行检查，然后再对系统的后台设备进行检查，这样逐项的进行分析，寻找造成设备故障的原因[6]。在进行故障原因分析时，还要注意的一点是由于DCS锅炉自动化控制系统的运行特性，还需要考虑到生产负荷以及机组变化所产生的影响。所以在对设备故障进行分析时，要綜合各方面因素进行综合分析。

7 结语

综上所述，本文对DCS锅炉自动化控制系统进行了全面的分析。通过将自动化控制系统引入到锅炉控制系统中，可以有效地提高锅炉的运行效率，降低能源消耗，同时DCS自动控制系统操作简单、灵活，维修简单，对环境污染低。所以通过在工业控制系统中引入这种新型的自动化控制系统，既提高了企业的生产效率，同时又降低了企业的生产成本，为企业创造更多的经济效益和社会效益，应该进一步在工业控制领域扩大自动化系统的应用。

参考文献

[1]张锋.DCS在锅炉自动控制系统的应用[J].无线互联科技，2015，02：198.

[2]李强.基于DCS的锅炉自动化系统[J].山西建筑，2014，23：107-108.

[3]王玮琳.DCS下锅炉系统自动控制系统的应用探析[J].科技展望，2015，21：160.

[4]于百恺，曹菲.DCS下的锅炉电气自动控制系统的应用探讨[J].四川水泥，2015，11：7+12.

[5]杜海香.DCS下的锅炉电气自动控制系统的应用分析[J].科学之友，2014，07：72-73.

[6]李斌，郭雁，孙永平，李成武.采油二厂锅炉自动控制过程与实现[J].青海石油，2016，02：97-101.

收稿日期：2016-09-21

作者简介：耿鹏飞（1969—），男，陕西西安人，大学本科，工程师，研究方向：集中供热自动控制系统。