劉志++王曉亮

摘 要

科技的發(fā)展給各行各業(yè)帶來(lái)了新的革命，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)逐漸完善，自動(dòng)化管理為火電的發(fā)展提供了更多的機(jī)遇，火電廠從傳統(tǒng)的電氣控制進(jìn)入DCS系統(tǒng)控制時(shí)代。DCS控制系統(tǒng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，多回路全面控制火電廠的進(jìn)行，該系統(tǒng)集成了所有處理和運(yùn)行火電廠的數(shù)據(jù)，達(dá)到自動(dòng)化的控制狀態(tài)。

【關(guān)鍵詞】火電廠 DCS控制系統(tǒng) 可靠性

在新時(shí)期，如何提高能源系統(tǒng)的效率是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，而火力發(fā)電技術(shù)在我國(guó)建設(shè)“能源強(qiáng)國(guó)”的道路上具有重要的意義，對(duì)于火力發(fā)電的技術(shù)有了越來(lái)越高的要求?；痣姀S要想提高自身機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和可靠性，必須采取新型的電氣控制模式，DCS系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。DCS既不完全等同于集中式的控制系統(tǒng)，也不完全等同于分散式的控制系統(tǒng)，他采用高端計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程的及管理、操作、監(jiān)管和分散控制等方面進(jìn)行集中控制。

1 DCS控制系統(tǒng)概述

1.1 DCS基本原理

DCS又稱為集散控制系統(tǒng)，是在對(duì)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)缺陷和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行改進(jìn)的一種新型控制系統(tǒng)。構(gòu)成DCS控制系統(tǒng)的4個(gè)部分是：計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、顯示設(shè)備以及控制裝置，故又稱為4C技術(shù)。DCS的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)，其運(yùn)用過程控制級(jí)和過程監(jiān)控機(jī)將局域網(wǎng)系統(tǒng)變成一個(gè)高效安全的高標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)。根據(jù)火電廠的工業(yè)特性，將控制系統(tǒng)分為若干獨(dú)立子系統(tǒng)，根據(jù)功能和地理位置分散布置的各個(gè)獨(dú)立分布式處理單元獨(dú)立完成相應(yīng)的控制任務(wù)。DCS系統(tǒng)的各個(gè)部分單獨(dú)協(xié)作，并行控制。

1.2 DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)

DCS系統(tǒng)采用傳輸通信信息的方式是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化和系列化設(shè)計(jì)，因此而具有很多特點(diǎn)。首先，系統(tǒng)具有開放性的特點(diǎn)，將新增的計(jì)算機(jī)直接插入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或者從系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中卸下，可以在完全不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)工作的前提下改變或者擴(kuò)充系統(tǒng)的功能；其次，系統(tǒng)具有靈活性特點(diǎn)，可以通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)情況判斷系統(tǒng)要測(cè)量和控制的信號(hào)的連接關(guān)系，這樣還能任意根據(jù)所需組裝系統(tǒng)；再次，系統(tǒng)具有可靠性的特點(diǎn)，DCS系統(tǒng)是將系統(tǒng)的控制功能根據(jù)位置和能力的不同分配到不同的子系統(tǒng)中去的，且系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力，即當(dāng)某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)功能不至于完全喪失。

1.3 DCS系統(tǒng)的必要性

電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展為電氣專業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的方式，也就是電氣二次專業(yè)技術(shù)和管理模式，使得火電廠的電氣自動(dòng)化成為一種廣泛應(yīng)用的新型的管理模式。電氣專業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步離不開網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)?；痣姀S的電氣專業(yè)系統(tǒng)從管理層面來(lái)看是相互分開的，這造成了網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的障礙，為解決這一障礙，DCS系統(tǒng)被引入火電廠的應(yīng)用中，使得火電廠的系統(tǒng)更加可靠。合理應(yīng)用DCS系統(tǒng)，可以很好的將電氣運(yùn)轉(zhuǎn)和電氣監(jiān)控設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，可以大幅提高機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控?？偠灾褂肈CS系統(tǒng)可以大幅度提升火電廠運(yùn)營(yíng)的綜合控制和自動(dòng)化水平。

2 提高火電廠DCS可靠性的方法

2.1 把握好DCS控制系統(tǒng)的選型環(huán)節(jié)

要想提升火電廠DCS的可靠性，很重要的一點(diǎn)是要進(jìn)行合理的選型。首先，除了要注意了解其他電廠中DCS系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)外，更需要優(yōu)先考慮幾個(gè)類似機(jī)組上的運(yùn)行良好的部分控制系統(tǒng)；其次，選型時(shí)一定要確保所選系統(tǒng)的硬件具有足夠的可靠性，同時(shí)需要運(yùn)用成熟的技術(shù)生產(chǎn)出具備多種功能的硬件，例如可以插拔的硬件等，另一方面DCS要保證足夠的運(yùn)算和存儲(chǔ)能力，必須具有性能良好的軟件來(lái)確保較好的抗干擾能力；再次，DCS必須擁有足夠的冗余程度來(lái)保證故障不能影響到機(jī)組整體的安全性和穩(wěn)定性；最后，DCS系統(tǒng)的軟件應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)得比較便于維護(hù)和擴(kuò)展且應(yīng)當(dāng)具有很好的穩(wěn)定性，不能出現(xiàn)控制器死機(jī)和系統(tǒng)崩潰的情況，另外人機(jī)的交互方式良好，可在下載或者修改程序，輸入和輸出信號(hào)和控制器的故障報(bào)修都應(yīng)當(dāng)報(bào)警。

2.2 施工工藝和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)

火電廠的DCS控制系統(tǒng)在安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循可靠性的原則，當(dāng)安裝規(guī)模較大時(shí)，火電廠的安裝將面臨這較大的安裝壓力。要想穩(wěn)定DCS控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)提高系統(tǒng)的安裝水平。需要重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)因素，首先，為避免控制系統(tǒng)干擾火電廠的運(yùn)行，DCS控制系統(tǒng)安裝中需要做好防火的工作，同時(shí)應(yīng)當(dāng)促進(jìn)火電廠的可靠性持續(xù)發(fā)展，杜絕缺陷問題的干擾，規(guī)避DCS控制系統(tǒng)安裝中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；其次，為了最大程度的消除系統(tǒng)中的干擾問題，應(yīng)當(dāng)提前區(qū)分電纜類型，規(guī)范屏蔽線的使用，之后才能對(duì)火電廠進(jìn)行DCS控制系統(tǒng)的安裝，安裝電纜時(shí)還要完整標(biāo)記，確保電纜符合設(shè)計(jì)圖紙；最后，按照規(guī)范管理好DCS控制系統(tǒng)中的電子設(shè)備，避免受到環(huán)境和設(shè)備之間的干擾，安裝電子設(shè)備必須按照火電廠制定的安裝計(jì)劃進(jìn)行。

2.3 優(yōu)化程序設(shè)計(jì)和調(diào)試

為了提高DCS控制系統(tǒng)可靠性，必須優(yōu)化系統(tǒng)組態(tài)程序設(shè)計(jì)，結(jié)合保護(hù)邏輯連鎖的判斷依據(jù)，在對(duì)軟件進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)對(duì)硬接線進(jìn)行合理保護(hù)，以保障DCS控制系統(tǒng)可靠性得到有效提高。將開關(guān)量和模擬量進(jìn)行有效組合使得DCS控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)采用三取二保護(hù)的機(jī)制，不但需要保障DCS控制系統(tǒng)主設(shè)備的安全，而且還要避免DCS控制系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。DCS控制系統(tǒng)從在線調(diào)整到投入運(yùn)行再到驗(yàn)收全過程中的多個(gè)階段，都應(yīng)該確保測(cè)試人員和程序設(shè)計(jì)人員全程協(xié)調(diào)配合，時(shí)刻應(yīng)當(dāng)注意組態(tài)設(shè)計(jì)和邏輯控制保護(hù)設(shè)計(jì)的合理性，并聯(lián)系DCS控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)的問題，測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)測(cè)試控制系統(tǒng)的所有回路，做好試驗(yàn)結(jié)果和檢查記錄，及時(shí)將發(fā)現(xiàn)的問題反映給供應(yīng)商，并迅速予以解決。

2.4 加強(qiáng)人員管理和培訓(xùn)的力度

對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)要做到有的放矢，培訓(xùn)工作以仿真機(jī)和實(shí)際系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行。DCS系統(tǒng)如果操作不當(dāng)，會(huì)直接影響系統(tǒng)的軟件和硬件性能，繼而影響其它設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和安全性，有必要結(jié)合操作人員的建議或意見對(duì)DCS控制系統(tǒng)畫面進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)邀請(qǐng)操作人員參與設(shè)計(jì)過程中的調(diào)試階段，加大力度培訓(xùn)操作人員掌握好DCS控制系統(tǒng)界面操作流程。此外還應(yīng)當(dāng)對(duì)熱控人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，培訓(xùn)時(shí)注意結(jié)合熱控人員文化素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平的差異，減少人為失誤，保證DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

DCS控制系統(tǒng)在管理控制方面的有著優(yōu)越的性能而受到人們的廣泛關(guān)注。要想穩(wěn)定DCS控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保障火電廠高效率工作，必須要求系統(tǒng)的可靠性達(dá)到相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)。提高火電廠的DCS控制系統(tǒng)可靠性，營(yíng)造穩(wěn)定的環(huán)境，保障生產(chǎn)設(shè)備高效率運(yùn)行，有利于提高火電廠的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。

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作者單位

天津工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所有限公司 天津市 300060