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摘要：协同控制系统是将各个自动控制子系统按照一定的方式结合起来共同适应机组负荷变化，保证机组稳定运行和快速响应负荷。由于动态特性的差异，协同控制系统必须为改善锅炉调节速度进行必要的机炉问任务协调。
关键词：火电厂；DCS；协同控制
引言
分散控制系统DCS是以微处理器及微型计算机为基础，融会计算机技术、数据通信技术、CRT屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统。它对生产过程进行集中操作管理和分散控制。也常被称为集散控制系统（TDCS）。经过多年的发展。DCS控制技术越来越成熟，应用也越来越广泛。协同控制系统又是DCS的重要组成部分，在协同控制系统投入的实践中，通过修改控制策略解决了负荷控制响应和压力控制的波动问题。现场运行表明，所做的控制系统完善工作是有效的，协同控制系统效果比较理想。
一、DCS系统概述
所谓DCS系统就是分布式控制系统，在国内自控行业又称之为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，在集中式控制系统的基础上发展、演变而来。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通信、显示和控制等4C技术，其基本的思想就是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
二、发电厂电气控制纳入DCS控制系统的作用
1、机组完全集控运行DCS将涵盖全部电气系统的监控和操作，还将与机组控制系统共同构成综合自动化系统，在任意DCS的终端运行人员都可以对整个机组进行监控和干预，而达到对所有单元机组运行监控的真正意义的集中控制。
2、提高电气控制的可靠性。DCS系统是具有较高可靠性的特点的系统。DCS系统不仅可以将原有的继电器和固态逻辑用配置冗余等形式的控制系统来取代。在提高控制的可靠性的基础上来减少一部分操作终端。由于自身的具有联动逻辑，并设有操作闭锁和操作准许检查逻辑，因而减少了人为操作的失误几率。
3、完善电气系统的运行监控能力将所有的发电机组都采用先进的监控工具来达到高水平效果，将有利于发展整个发电机组的综合自动化，提高现有管理水平。DCS系统已经纳入了电气控制系统中重要的状态显示与运行参数及操作等环节，实现了DCS对电气系统的控制与监视。很好地实现了整个机组的综合自动化和厂级运行管理。
三、协同控制系统控制方式
1、锅炉跟随控制方式
汽轮机控制器控制机组的实发功率，锅炉控制器调整主蒸汽压力，所以也称为汽轮机基本负荷控制方式。当负荷指令变化时，它与机组实发功率的偏差作用于汽轮机控制器，控制器输出指令去改变汽轮机调门开度，进而改变进汽量，使实发功率迅速跟上设定值。在汽轮机调门开度发生变化的同时，机前压力随之变化，与其设定值产生偏差，锅炉控制器发出信号去改变进入锅炉的燃料量，以及相适应的风量和给水量等，直到主蒸汽压力稳定下来。
2、机、炉协同控制方式
当负荷设定值增加时，一方面汽轮机控制器接收功率偏差信号而直接增加汽机调门开度，进而加大进汽量，机组负荷随即上升；另一方面，锅炉控制器也会接收此功率偏差信号，在加大燃料量的同时增加送、引风量，保证锅炉侧的功率输出。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当汽轮机调门开大引起机前压力下降时，虽然燃料量己经开始增加，但是主汽压力对其呈现大惯性特性，故主汽压仍然会产生一个偏差，该信号一方面作用于锅炉控制器，进一步增加燃料量，另一方面抑制汽轮机进一步增大调门。这样在一定程度上能尽快使主汽压跟上设定值。功率偏差信号和压力偏差信号同时作用会使汽轮机调门开度停止在某一位置上，这个时候机组实发功率还没有跟上设定值，但是功率偏差信号和压力偏差信号同时也会作用于锅炉控制器，增加燃料量，这样能使机前压力尽快恢复，压力偏差信号会逐渐减小，剩下的功率偏差信号会继续开大汽机调门开度，以提高机组实发功率。当功率和主汽压都达到设定值时，机组进入一个新的稳定状态。
四、火电厂DCS协同控制的实现
1、系统开发工具的选择及环境配置
在对协同控制系统进行设计与优化时，要选择适合的开发工具，这可以提高开发的效率，还可以节省开发的成木，有利于提高系统运行的经济效益。常见的开发工具有：EDPF-NTPlus（系统功能软件），其是Windows平台的编程工具，其组态比较简单，硬件配置的形式为树形结构，支持多种数据类型，还可以根据需要对参数进行重新设置。这种软件还具有仿真调试的功能，可以对程序进行检查，其有着密码保护的功能，可以实现自动化系统的开发。EDPF-NT数据库组态软件，具有数据库组态的功能，还可以在无后台任务支持的情况下运行，这种软件操作比较简单，可以适应复杂的系统环境，具有较高的工作效率。GB应用程序，其主要的功能是图形编辑，其可以生成系统状态图，可以绘制出现场静态操作工具，可以自动生成图形，可以实现对图形的转换以及处理，还可以提供图形的动态特性，显示出了图形的颜色、动画特点等，这种软件在对图形调出时需要在特定的格式下进行。还有一种软件是ATC，属于离线操作工具，其可以提供组态算法，可以简化编译的流程。应用这些系统开发工具，可以提高火电厂机炉协调系统的运行效率。
2、运行环境
为保证协同控制系统安全可考运行，系统需在以下环境下安装运行该系统：
2.1操作系统：Windows2000Server或WindowsNT4.0及以上环境。
2.2应用软件：MicrosoftOfficeVisio。
2.3计算机硬件：Intel1.6GHz以上，1G内存，CDROM40G以上硬盘，操作员站/工程师站显示器分辨率1680X1050（实际配置情况与上述配置相当或高于上述配置）。
3、协同控制系统组态基本流程
一个完整的协同控制系统需要通过工程师站经过基木组态，组态软件依据自身的过程数据库，经过编译生成相关下装文件，然后工程师站将这些文件下载到现场控制站，操作站，服务器，从而实现系统的运行，并通过动态人机界面可显示给用户的数据采集和处理，或者传递给其他应用程序才能得以实现，整个过程分为创建逻辑（ScientificApparatusMaker'sAssociation简称SAMA）、编辑组态、配置编译入库、编译的SAMA图下装至分布式处理单元（Dis-tributedProvingUnit简称DP），同时编译的SAMA图转换成过程画面图并下装至具有人机交互功能的计算机（ManMachineInterface简称MMI），其中逻辑图由各种控制算法构成，编辑生成的图形文件称为SAMA图，文件扩展名为VSD。SAMA图经过设置、编译后产生的文件为目标文件，扩展名为SAMA，为二进制数据文件，需下载到DPU站，SAMA图经过转换后产生的文件为过程文件，扩展名为GOC，需下载到MMl站。在配置、编译SAMA图的过程当中，根据各种算法之间的连接关系，编译工具还会在工程的数据库中创建自动中间变量。
结语
火电厂的单元机组协同控制系统是保证机组安全稳定运行的基础，合理、有效地利用好了协同控制系统，也能很好地保证火电厂的经济性。根据机组运行工况及特点，设置正确、合理的协同控制系统各项参数，能优化机组运行工况。
参考文献
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论文作者:白春娟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/10
标签：控制系统论文; 机组论文; 系统论文; 组态论文; 汽轮机论文; 偏差论文; 调门论文; 《电力设备》2016年第14期论文;