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摘要：随着热工自动化技术的不断发展，更多新型的技术、工艺以及设备将被应用到电厂热工控制系统中，进而提升电厂的经济效益，促进电厂的可持续发展。DCS系统是电厂热工控制自动化技术的典型代表，在电力生产控制中发挥着重要作用。本文对DCS系统进行了简单介绍，并探讨了DCS在电厂热工控制系统中的应用及相关策略。
关键词：DCS；电厂；热工控制系统；应用
引言
电厂热工控制系统必须注重性能的完善，在传感器设置、控制设备设置以及集成系统的设计等方面都需要进行深入的研究与开发，进而实现对电厂的自动化监测、自动化保护、顺序控制等。DCS即集散控制系统，在电厂热工控制系统中具有重要的应用价值，实现了电厂热工控制的自动化，大大提高了电厂企业的运行效率，促进了我国电力行业的发展。随着现代社会生产效率的不断加快，电厂的整体规模不断扩大，导致热工控制系统的复杂程度、技术水平越来越高，在这种背景下，如果不能进一步优化DCS系统结构，势必会对电厂生产产生影响。因此，加强DCS在电厂热工控制系统中的应用研究具有重要意义。
1 DCS系统简介
1.1基本概念
DCS是Distributed Control System的简称，是一种集散性的控制系统，与传统系统结构相比，DCS系统是一种较为新型的控制系统，它以计算机控制系统为基础，能不断地改善系统内部的软件工作环境，也能有序控制锅炉、发电机组、系统和用电装置，并对相关数据发送控制指令，实现了对汽机、锅炉、电气系统的协调控制。从结构上来看，DCS系统主要由操作员站、工程师站、现场控制站、系统网络四个部分构成，且相互之间的功能、性质等存在一定的差异。
1.2技术特点
DCS控制系统的纽带是微型计算机的局域网，所以是一个安全性比较高、时效性比较强的控制系统，不仅可以对操作过程进行实时控制，还可以对控制过程进行全面监控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆DCS系统在传统计算机控制系统的基础上，进行软件的优化设计，并通过局域网络实现对发电机组的有效控制，工作安全性和实效性较高。DCS系统的主要特点包括：第一，分散性，通过DCS系统将各个监测和控制点布设在电厂的重要部位，进而有效地对电力生产中的安全隐患实现分散性控制，提高系统的控制效率；第二，分级性，根据发电机组的重要性进行分级管理，避免各类设备控制中的冲突问题，进而有效提升设备的利用效率和使用寿命。
2 DCS在电厂热工控制系统中的应用
2.1硬件管理及维护
一般而言，传统的电厂热工控制系统的输入和输出产生故障时都是依靠人工进行故障排除和维护，但是普通技术人员很难在系统运行过程中对内部元件老化失效造成的热工控制系统故障作出正确的判断和排除。DCS系统的应用使硬件管理和维护工作更加简便，将DCS应用到热工控制系统中，减少了在硬件管理和维护的人工投入，对输入、输出模块易发生故障的部分进行智能排查，实现设备故障诊断和连锁保护，保证装置稳定化控制及操作优化。通过DCS进行局部或整体装置的最优化控制，提高生产及管理的控制水平，为实现装置“安、稳、长、满、优”生产发挥重要作用，具有显著的经济效益和社会效益。
2.2现场总线技术
现场总线网络具有主从架构、多点数字通信的特点，同时具备一套从网络物理层、数据链路层到应用层的通信协议栈（如RS485、CAN、PROFIBUS等），可实现控制系统与现场智能设备连接，已成为小型、局域工业控制过程的主要控制通信网络。目前，大部分电厂热工系统中的汽轮机、锅炉等都是相对独立控制的系统，为便于将原有电厂热工系统改造升级成DCS系统，可通过标准现场总线协议转换将原有的独立控制系统融入到DCS系统中，大大提高对锅炉和汽轮机等火电厂关键设备的控制水平，而且可进一步实现DCS系统的分散化、标准化和通用化。
2.3数据挖掘技术
对DCS系统而言，数据挖掘技术是其未来发展的主要技术之一，能够对其整体应用效果产生重要影响。对电厂而言，随着社会对电能需求量的不断增高，热工控制系统的工作量势必会增加，对DCS系统而言，如何在繁杂的数据中寻找所需要的数据资料成为重点内容。而在数据挖掘技术的影响下，操作人员可以通过关键词的方法查阅系统的历史资料，并快速获取自己所需要的数据资料。这种快速的数据发掘方式为电厂生产过程控制、风险识别奠定良好基础，成为未来DCS系统应用过程中的主要功能之一。
2.4智能PID控制技术
DCS系统在电厂热工控制过程的应用极其广泛，其核心一般采用传统PID控制器。但是，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，控制效果往往表现欠佳，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控制技术进行改进，采用智能PID控制技术。智能PID控制器一般采用传统PID控制器与智能控制技术相融合，利用智能控制技术优化和改善传统PID控制在参数整定、过程适应性差方面的问题，增强系统鲁棒性，同时解决控制算法准确性及系统稳定性的矛盾。
3 DCS在电厂热工控制系统中的应用策略
3.1提升软件设计水平
在科学技术的推动下，DCS控制系统得到全面开发和应用，在热工控制系统中，需要结合各类系统的控制需求，采取先进的设计理念进行软件的优化，例如人工神经网络、模糊算法等在软件设计中的应用，能够进一步改善热工自动化控制系统的相关功能。同时，升级软件性能，能够对传统PID控制实施有效的改造，还可达到大幅提升机组运行经济性的目的，其所具有的效益主要体现在提升效率、降低能耗和控制污染等方面。提高热控系统的软件性能与质量的同时，要保护其信号的取信形式、配置以及连锁信号的定值与时间延迟设置，使其逻辑的完善性与科学性得到控制，从而使热工自动化控制水平的可研究性提高。
3.2加强管理维护
为保障DCS在电厂热工控制系统中的应用效果，相关单位必须做好管理与维护工作。一般来说，对输入模块和输出模块的故障检测和维修都是由控制系统进行检测的，一旦出现故障问题，就需要对硬件设备进行更换模块。在现场设备故障的修复与诊断方面，一旦发现某设备或组件出现异常，工作人员必须马上排查故障，找出故障诱因，并及时地进行有效处理。工程技术人员要根据所接收到的故障报告，在做好安全保障措施的前提下开展技术维修工作。造成操作员站死机现象的原因有很多，例如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员站死机，因此，企业还需要加强对技术人员的培训，降低故障的发生率。
结束语
总而言之，DCS系统已经被广泛地应用到了电厂的热工控制系统中，该系统不仅可以提高电厂企业运行的安全性，还实现了对电厂热工控制系统智能化管理。在科学技术的推动下，DCS系统朝着智能化、综合化的方向发展，相关技术人员需要建立标准化数据通信和网络，将各种单（多）回路调节器、PLC、工业PC等工控设备构成大系统，以满足电厂热工控制系统的自动化要求，同时，先进智能技术与传统DCS系统的融合将给电厂热工控制系统带来新的发展机遇。
参考文献：
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论文作者:袁孝志
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：电厂论文; 系统论文; 热工论文; 控制系统论文; 技术论文; 故障论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第5期论文;