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摘要：随着我国网络技术的发展，为了确保发电厂的电气操作安全稳定，技术人员在有效地将DCS技术应用到发电厂的电力控制系统中。目前分散控制系统的问题，有效地分析数据，改进对发电厂机组的控制，提高总体效率。DCS技术目前在所有领域都有应用，主要是通过先进的监测和管理技术，使监测对象能够及时、准确地收集、处理和分析信息，并灵活地适应各种项目。下面是对这些方面的分析，希望这些方面对有关各方有用。
关键词：DCS技术；电气系统；热工自动化；现场总线
引言：自上世纪80年代末以来，中国充分利用了涡轮发电机和蒸汽锅炉的喷射器控制系统，大大提高了锅炉自动化水平。为了解决电力和热控系统之间的自动化问题，一些发电厂开始逐步引入分散控制系统来执行控制。DCS由通过网络控制的过程管理和监测级别组成。通过计算机网络和计算机管理方法，DCS技术实现了控制分散、集中和分层管理。目前，DCS技术在电厂锅炉监测方面具有可靠性、网络组织灵活性和维护简单性等优势。为了提高电厂锅炉DCS系统的准确性、最佳利用设备资源和降低电厂维护成本，大规模采用DCS是提高电厂自动化水平的重要方法之一。
1.DCS的定义和主要特征
1.1DCS的定义
DCS指的是20世纪70年代发展起来的控制系统，结合了综合管理方法、图像显示方法、能够自动控制的计算机技术和通信技术，其中央处理器相当于微型计算机。电子功能控制的实施允许空间集中控制，并有效地将信息传递到每个系统，以及系统的分散控制，使系统的信息能够集成，设计过程中的集中监测和控制。有效的控制系统,以及管理层次可以按照自己的需求,然后结合网络数据对总体统筹协调,以便系统能够完成集中控制,并执行相应的功能,目前DCS系统中广泛使用，为生产管理和系统管理提供准确的数据，这样企业就可以在生产过程中获得更高的收益。
20世纪80年代DCS出现在美国，随着第一次和第二次工业革命中锅炉以及汽轮发电机的出现，DCS应运而生。此后的工业发展过程中，DCS技术水平不断提高。近些年DCS在电力系统、工矿企业多个行业中大量应用，DCS技术越发成熟，不再局限于锅炉的使用，特别是在发电及配电系统中大量采用了DCS，使其技术向更深的层次发展，同时该技术的运用使电厂电气监控系统更加精确化和智能化，电厂发电、输配电、电气监控系统的安全性和可靠性得到提高。随着DCS在国内电厂的应用不断完善，我国电力系统自动化水平得到快速提升与发展。
2.DCS系统的主要特征
2.1友好性
DCS系统允许对设备的功能进行监测，并编制报告和图像，使操作人员能够通过报告和图纸更好地分析设备的性能和系统的兼容性。同时，能够扩充系统的性能，这对于DCS系统具有较高的意义。
2.2实时性
DCS系统使用人机界面快速收集、记录和控制设备的工作，并更清楚地显示数据的变化，从而分析设备的配置轮廓，并改进系统的结构。
2.3独立性
DCS系统的每个工作站都可以通过兼容性接口连接，并可以独立完成自己的控制任务。DCS系统的故障不会影响整个系统的运行，它会主动降低自身风险，从而有效地管理系统的负荷并确保系统的安全。实现系统使用的安全运行。
3.DCS在电厂锅炉运行监控中的应用探索
3.1燃烧控制
燃气锅炉的燃料主要是甲烷以及催化和化工的酸性气体与空气的混合物，可以通过烟气中的含氧量来判定燃料是否充分燃烧。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于燃气锅炉的燃烧具有危险性，当燃料气体与空气以某一比例混合燃烧时可能不稳定，甚至爆炸。因此，要保持燃气锅炉燃烧的稳定性，需对其进行实时动态控制，把超调量减到最小，并可通过产生的蒸汽压力来衡量其稳定性。现设定气体与空气的最佳比值为a，气体输入量为m(k)，空气输入量为n(k)，则:a=m(k)/n(k)。由于燃气锅炉燃烧产生的热量用于产生水蒸气，因此可以通过输出蒸汽压力来判断能源的使用效率。锅炉在运行时应保证最佳的空气燃气比，即将a控制在12∶1。在锅炉运行中，影响热效率η的主要因素是化学不完全燃烧热损失和排烟损失。
在锅炉运行过程中，采集烟气中的氧含量和烟气温度，调整空燃气比，即过剩空气系数，使锅炉一直运行在最佳燃烧区。该项目的监控系统中烟气的含氧量须低于4%。
3.2现场工作站软件部分
现场DCS程序用梯形图语言绘制，这个程序除主程序外，还包括初始化、点火、数据采集、数据传输、故障报警与处理、燃烧优化与节能运行及停机等子程序。
3.3现场工作站硬件部分
现场工作站由输入单元、输出单元、人机界面和控制器组成。现场控制单元负责接收现场数据采集单元传来的数据，并将这些数据上传至控制室，同时接收控制室传下来的命令，控制现场的阀门、变频器及风机等执行机构的动作；输入单元负责采集现场的压力、温度、流量及烟气氧含量等各项数据和各种开关量；现场数据采集系统由烟气氧含量传感器、温度传感器、压力传感器、煤气报警器、火焰监视器、水位传感器、燃气流量计及循环水流量计等组成；模拟量输入模块采集各个传感器送来的4～20mA信号，模拟量输出模块输出1～5V信号，控制变频器的频率。压力传感器、煤气报警器、火焰监视器以及水位传感器是开关量。执行单元由风机、水泵、变频器及电磁阀等组成。将工控机与机柜相连，采用I/O卡件与现场仪表信号相连，实现对现场设备的实时控制。
3.4监控画面
在锅炉运行监控画面上可以显示锅炉各部分的温度、压力和流量分布状况、采集的数据、历史趋势和报警闪烁画面，完成阀门和设备的开启和操作，煤气和助燃空气调节阀的操作和调节，各系统的自动调节与软/硬手动调节的无扰自动切换，各调节阀的调节操作和控制点数据的动态显示。
锅炉运行监控画面主要包括:主菜单，完成系统登录，选择工作制度、切入主画面；主画面，显示锅炉的整个工艺流程及其相关的主要参数值，报警闪烁，切入其他画面的功能按钮；分画面，即各调节系统的画面，包括参数设定的功能键、棒状图、控制流程图、报警记录，相关信息及历史趋势和相关PID参数的设定等；报警画面，按工艺要求，当过程值超过报警的上/下限时发出报警信号，并在报警画面上显示报警发生的时间、报警值、报警等级及报警点等信息，操作员在报警画面中可以完成报警确认以及报警信息过滤等功能；报表打印，可设置任意格式的报表，并打印所有输入、输出参数的报表。该监控系统中还设有多个安全级进行管理，每个安全级均有不同的权限，防止侵权或误操作。
4.结语
随着信息时代的到来，我们国家的锅炉监测系统发展得非常快速，但是锅炉系统的总体控制水平没有得到有效提高，导致整个监测系统的工作不协调，在管理方面，监测技术仍然有很多地方需要改进。现代化技术应用和现场总线、数字通信技术的应用，DCS系统控制系统在锅炉控制中的应用，对于提高电厂管理水平质量具有较为重要的意义,因此,使用DCS系统在监测电厂可以推动企业发展。
5.参考文献
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[4]张浩.谈DCS在发电厂电气控制系统中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014(8):309.
论文作者:陈娟1,郭俊杰2
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/2
标签：系统论文; 锅炉论文; 电厂论文; 画面论文; 现场论文; 技术论文; 烟气论文; 《当代电力文化》2019年第08期论文;