摘 要:随着经济的快速发展，经济对能源的需求也越来越大。作为可靠清洁能源的电力能源需求更加明显。电厂作为电力能源的重要供应者，热工控制系统越来越受到各界人士的关注，也逐渐向着自动化的方向发展。在当今阶段，电厂的热工控制系统已经深入应用了DCS控制系统，该系统不但使电厂的运行效率大大提高，而且还促进了我国电力事业的快速发展。所以，对电厂的热工控制系统中应用DCS进行研究，具有非常重要的现实意义。
关键词:DCS;电厂;热工控制系统;应用;管理维护
前 言：呼和浩特热电厂总装机110万KW，两台350MW机组，2台200MW机组，都采用DCS控制。其中350MW机组控制系统采用GE新华公司产品XDPS_400eV6.0SP4。200MW机组控制系统采用艾默生过程控制有限公司的产品ovation3.5.0。我厂单元制机组按照炉、机、电集中控制方式，两台机组设一个单元控制室，按炉、机、电一体化配置分散控制系统，不设后备仪表盘。每台机组设1套分散控制系统（DCS），DCS的主要功能包括数据采集系统（DAS）、自动发电（CCS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、电气监控系统（ECS）、汽轮机电液调节（DEH）、危急遮断系统）（ETS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）等功能。公用系统控制网采用与单元机组DCS相同的设备。应用了DCS技术后，我国的电力企业运行效率得到了很大地提升，并且对于保证电厂的运行平稳性和安全性来说非常重要，提高了系统管理的智能化水平。该文针对其应用和管理维护工作的要点进行分析。
1 DCS系统概述及应用
1.1 DCS系统概述
DCS作为非常重要的控制系统，最突出的特点就是集散性，相比较其他的几种控制来说，有非常大的差异性，属于新的一种控制系统。主要涉及到的系统有两种，分别是:计算机控制系统以及显示系统，应用DCS控制系统，基于微型计算机的局域网，无论是时效性还是安全性都能够得到保障，可以实时进行监控。
1.2 DCS系统构成
(1)数据采集。在DCS系统中数据采集的工作，主要是开展在线监测及相关的工作处理，完成之后通过画面的形式传递出来。(2)模拟量控制。在DCS中模拟量控制系统的作用，主要是对汽轮发电机组的汽机以及锅炉进行控制，实际在开展工作的时候，主要可以分为两种类型，分别是炉侧模拟量以及机侧模拟量。(3)顺序控制。顺序控制系统主要涉及到的内容有厂房的监控，对参数进行监管，并且还具有联锁保护的能力。(4)开关量控制。在DCS控制中，针对现场设备的开关，设备状态的显示控制叫做开关量控制。
1.3 DCS系统应用
目前，DCS在电厂热工控制系统中有非常深入的应用，具有非常高的自动化程度。在火电机组中使用DCS系统，可以对锅炉炉膛的安全实施进行监控，对整个过程中信息集中管理。DCS控制系统不但可以提高机组的运行效率，而且还能够灵活调整系统的各个功能。通过专业的方法，实施更加全面的保护，使电厂的热工控制系统的运行安全得到最大程度的保障。但是，由于受到工艺和技术方面的限制，我国在应用DCS系统的时候，还存在一些缺陷，这就需要相关工作者，对其不断进行研究，使系统的控制功能不断拓展，让其作用得到更大程度的发挥。
2 DCS系统的应用优势
2.1 有较强的兼容性
在正常情况下，电厂在运行时需要对多个对象进行控制，但是每个控制对象也都有很多的控制参数，加之有很多干扰源的存在，因此电厂自动化控制的实现难度很大，加之干扰源和参数之间并没有太过明显的关联，因此在系统设计过程中也要进行多方面的考虑。但是DCS系统可以很好地实现该功能，实现很多复杂的高级计算，提高了其控制水平。与此同时，DCS系统对热工系统也有很强的兼容性，这为控制工作的顺利开展提供了条件。
2.2 远程智能I/O的应用
现在部分前沿DCS控制系统的开发厂家都已经开发出了远程智能I/O，按照其工作原理可以分为3个部分，分别是智能前端、计算机适配器和现场通信总线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中的智能前端可以作为测控装置，在安装过程中可以测量电热组，确定其工作情况，智能前端是一个独立的工作系统。计算机适配器则是一个重要的网络管理工具，可以完成和总线之间的信息转换。远程智能I/O当中，现场通信方式选用的是全数字串行，其可以实现广播式信息传递，同时也可以实现点对点的工作方式，因此总结起来，DCS系统也有着很强的现场管理能力，可以独立收集电热数据，给工作人员的工作开展提供可靠的依据。
2.3 全过程监控现
在很多电厂由于设备的更新换代，很多后备的监控设备也已经全部取消，仅保留了一部分停机开关。在这种情况下，可以应用全DCS系统实现监控，并且可以实现将监控数据在大屏幕上显示出来，企业也可以结合实际需要来优化界面，给人们工作的开展提供便利，可以说大大提高了电厂的管理效率和运行安全性，从而也扩大了经济效益。
2.4 辅机的控制
在当前的电力生产和电厂的运行工作中，在较大的机组中可以应用DCS技术来开展管理工作的同时，也可以将其应用在辅机的管理工作中，应用相应的技术方案来将DCS主机控制结合起来的。这样一来就可以大大降低成本，保证工作效率，同时也可以提高管理技术水平。
2.5 DCS系统的管理维护
2.5.1硬件的维护工作
在正常情况下，输入模块和输出模块如果出现故障，都可以通过系统自带的诊断功能来进行修复的，应用最多的修复手段就是更换模块。但是在一般情况下，设备的操作人员并不是非常了解仪表制造中的相关技术，同时如果无法理解设备系统的工作原理，就很难发现问题的根源，因此很多由于设备老化所造成的故障也就无法排查。输入模块和输出模块的故障最经常出现在调试和运行过程中，因此很难直接进行更换，大多是由设备生产系统的生产厂家来完成更换工作的。对于现场设备的故障修复工作而言，工作人员如果发现设备在运行中出现了异常，要及时进行排查，找到故障的原因，之后进行处理，避免扩大故障。工程技术人员要根据接收到的故障报告，在做好安全保证措施的前提下开展技术维修工作。造成操作站死机现象的原因有很多，象硬盘以及冷却风扇等出现故障。除此以外，人为操作也会造成操作站死机，一旦出现这种状况，就需要修改控制逻辑，并且要更新下载软件。
2.5.2软件管理与维护
一是及时对应用软件进行备份，严格记录应用软件所有的变化情况，并做到记录的规范性。二是需要对软件的功能进行严格测试，特别是每个级别的权限在测试过程中更要进行严格地检测。三是对软件进行规范化管理，对软件进行及时更新和修改。四是对于操作站运行过程中存在的故障，则需要在确保操作员正常监测和操作站正常运行的基础上，进行故障排除和维修操作，对于无法排除的故障，则需要根据设备运行的状态，采取切实可行的方法来对故障进行排查。
2.5.3智能PID控制技术
DCS系统在电厂热工的控制过程中应用极其广泛，其核心一般采用传统PID控制器。传统PID控制器对于具有线性、非时变、迟延小的系统来说，可以建立精确的数学模型，参数整定较为容易和精确。电厂热工控制与其他一般工业过程控制不同，具有过程高度复杂、非线性、时变、随机性、整定参数多等特点，控制效果往往欠佳，传统PID控制很难确定精确的数学模型和整定参数，有必要对传统PID控制进行改进，采用智能PID控制技术。
结 语：
总而言之，DCS除了能够有效确保火电机组的稳定运行之外，兼容性方面也非常强，还能够更加完美的融合辅机。DCS控制系统不但降低生产成本，提高了电力企业的社会效益和经济效益，而且还能够有效保障人们的用电安全。电力企业还需要不断深层次多角度的研究DCS控制系统，确保我国的经济可持续发展顺利进行。
参考文献：
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［2］彭晗．关于电厂热工控制系统中DCS的应用研究［J］．低碳世界，2017(35)．
［3］薛文栋．电厂热工控制系统中DCS的应用探析［J］．科技创新与应用，2012(34)．
论文作者:胡 毅
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：控制系统论文; 电厂论文; 系统论文; 机组论文; 热工论文; 工作论文; 设备论文; 《当代电力文化》2019年第8期论文;