神皖万能达发电有限责任公司
【摘 要】作为一种新型的控制技术，集控技术不但能够减集控系统轻操作人员的工作量，大大缩短操作人员的工作时间，而且还能够有效确保火电厂机组的稳定性与安全性，从而保证火电厂的安全运行。本文分析火电厂集控运行的基本概述及运行条件，探讨了火电厂集控运行系统的控制技术。
【关键词】火电厂；集控运行技术
伴随着经济的飞速发展，电力系统管理不断升级，传统技术管理模式逐步被先进的集控运行系统技术所取代。集控系统运行技术集现代科技、网络信息技术于一体广泛应用于火力发电厂能源开发及管理方面，既可以保证能源开发与管理控制，还能在降低电厂运作成本的基础上有效提升电厂运行的安全与稳定水平，对于火电厂经济效益与社会效益的实现具有推进作用。
一、火电厂集控运行的基本概述及运行条件
1.1 火电厂集控运行技术概述
集控运行技术简称DCS（Distributed Control System，集散控制系统），主要应用于工业生产管理，其技术的实现是基于计算机信息管理技术，结合通讯技术、控制技术来实现工业生产管理的数字化、自动化和集成化。集控运行技术的应用全面提升了火电厂的生产管理水平，使得火电厂的管理模式由原来的母管制，即炉、机、电分开单独管理，转变为累现在的单元制机组管理，即整套设施集中管理，也就是锅炉、发电机和汽轮机统一管理，这就从根本上提升了管理质量，提高了火电厂管理效率。火电厂集控运行技术的应用核心技术就是生产线的管理控制技术，即运用4C技术统计分析集控运行生产过程信息、调度和优化指导集控运行生产过程的经济运行、预防预控生产事故的发生。
1.2火电厂集控系统运行条件
在火力发电机组生产控制中，集控运行系统的作用十分显著，为了确保火电厂能过顺利、安全生产，管理应按照集控运行系统本身的规律进行，并要对集控运行的条件做到充分了解。在火力发电厂发电机组中，仪用气源、电子室和控制式的环境要求、计算机控制系统接地、不间断电源等，都是集控系统运行的主要条件。对于系统是否能够稳定、安全地运行，这些设备的运行状况会对其产生直接影响。为了不使在机组运行期间，这些设备优劣性被忽略，注意事项应归纳如下：①在冬季气候条件下，仪用空压机干燥、过滤、除水装置未能有效发挥出作用，不能结冰、配出气源管集水等状况。② 空调系统在电子室内无法对室内湿度进行自动调节，即空调不能调湿。而在空气湿度较高的情况下，易引发电路板短路故障，容易出现电路板产生露珠现象。③电源切换时间以及供电方式与标准、要求不相符，直接导致集控系统发挥不出 自身功能。④系统容易产生误发信号的现象，系统受到强干扰，这时由于集控系统不具备良合理的电缆屏蔽以及良好的接地系统。
二、火电厂集控运行系统的控制技术
火电厂集散控制系统，采用集中操作与各工段分散控制相结合的系统运行模式，实现了生产过程状态监视、运行操作、过程控制、事件报警、运行联锁和安全保护，完成了数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）和联锁保护（PRO）等系统功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1分级递阶式控制
DCS系统实际上是一种分级递阶结构，实质是将一个大的控制系统按功能或结构进行层次分配，将全系统的监视和控制功能划分为不同的级别去完成，各级完成分配给它的功能。各控制器完成过程现场的控制任务，要根据控制对象特性，可以采用顺序控制、程序控制、模拟量控制等等，也可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。其具体的控制策略与控制算法要随被控对象与要求而定。该控制系统各级之间既有分工又有联系，协调工作。同时按照现场实际控制需要，将有关信息传递到上一级，接受上一级管理。以微处理器为核心的基本控制器，不但能代替模拟仪表完成常规的模拟控制，并且能实现复杂算法控制和程序控制。综合控制功能由最高一级决策执行，各级的工作相互协调，力求整个控制系统达到最佳效果。将产生过程作水平分解而将功能作垂直分解，生产过程的控制采用全分散的结构，而生产过程的信息则全部集中并存储于数据库中，利用通信网络向上传递，这种控制分散、信息集中的结构使系统的危险分散，提高了可靠性。在基本控制器内可采用固化的应用软件，在控制现场对输入输出数据进行数据处理，减少了信息的传输，也极大地减少了上级计算机的数据处理量，降低了对上级计算机的要求，使系统程序应用较为简单。同时大大降低了传统集散控制系统的成本，提高了系统性能，以最低成本来完成高技术的自动化。随着计算机技术的发展，DCS 可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能。
2.2分散控制
DCS系统要解决集中控制系统致命的弱点“故障集中”。故障分散的理由是DCS系统采用了大量的微处理器，由于DCS将系统控制功能分散在各台微处理器上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台微处理器出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。各个微处理器承担一个范围较小的（地域上）控制任务，可以针对 需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。在功能上各控制器各自为政，各自独立完成各自的功能，某个微处理器故障不会影响整个系统的正常工作。相对于集中控制系统计算机的串行运行来说处理速度也大大提高，因此具有更高的实时性指标，这些是DCS系统优于集中控制系统而得到迅速发展的关键所在。使系统故障分散，从而使系统可靠性大为提高。即使某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。所以，要做到故障分散，一定得把控制功能分散。另外DCS系统的构成越接近传统的仪表控制系统，在现场就 地安装控制器，不仅节省了输入输出电缆的长度，同时减少了传输信号的干扰，即微处理器或多功能控制器所承担的控制任务从地域上越分散，越能做到故障分散。这样做对故障分散是十分有利的。
2.3综合控制
随着火电厂实际应用要求的不断提高，DCS 系统已发展成为一个系统接口越 来越多的控制系统。它采用高速数据通道的通信系统，这种系统使用高速通讯网路及全数字的马达驱动器和友善的SCADA（数据通讯时间小于250ms）使HMI（人机接口）控制。通过高速数据通道，能把各自为政的控制器与监控计算机联系起来，进行协调控制。
多年来，自动控制系统基本上是采用一对一连线，模拟信号进行检测与控制，致使设备与设备之间、系统与系统之间、系统与外界之间无法进行信息交流，在一定程度上成 为“信息孤岛”。采用DCS系统克服“孤岛”现象后，每个“自动化孤岛”在决策级统一指挥下协调工作，以实现整体的最优化，系统的管理（监视）功能大大增强。同时，也实现了各控制器、监控计算机和管理计算机的综合控制，将这些现场智能设备用于生产对象就构成一个现场控制设备（实际已经组成了一个完整的控制系统），再用相应规格的导线把多个节点按照现场总线的通信协议连接起来，就形成设备及车间级的数字化通信网络，它可方便地操作整个机器设备以达到完美的性能要求。
参考文献：
[1]张佳贤，潘健.火电厂集控运行技术研究[J].山东工业技术，2015（03）
[2]周淮宁.浅析火电厂集控运行技术[J].科技致富向导，2013（03）
[3].马国庆小议电厂集控系统运行技术的要点[J].中国科技投资，2013（A30）
论文作者:程静
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第9期
论文发表时间:2016/8/17
标签：系统论文; 火电厂论文; 技术论文; 功能论文; 控制系统论文; 分散论文; 微处理器论文; 《低碳地产》2015年第9期论文;