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摘要:随着社会经济的不断发展,我国的科学技术也越来越发达,而且高科技信息技术也已经广泛地被应用在各行各业中。作为电力能源的供应者,电厂行业的热工控制系统也日渐趋于自动化,而近些年兴起的DCS控制系统也已经被应用到了电厂的热工控制系统中,该系统不仅提高了电厂企业的运行效率,还促进了我国电力行业持续不断的向前发展。因此,必须加强对DCS系统的管理与维护。
关键词:电厂热工;控制系统;管理维护
一、DCS系统组成及现状分析
目前DCS已经在350MW以上火电机组的电厂中得以广泛应用,尤其是汽机部分和锅炉部分的控制系统。DCS不仅可以顺序控制锅炉、发电机组、系统和用电装置,还可以不断采集反应发电机组和工作设备状态的数据,并分析这些数据并发出一定的控制命令,实现汽机、锅炉及电气系统的协调控制。DCS系统通常由操作员站、工程师站、现场控制站和系统网络等四个基本部分组成。目前DCS控制系统在系统架构方面与现场设备间扩展性较差,从系统架构上可靠性及兼容性有待加强,控制算法适应性有待加强;同时,数据通信速率与控制实时性密切相关,通信数据的准确性与控制系统的稳定性密切相关,DCS系统数据通信网络在数据传输率与数据准确性间存在矛盾,在高速通信下解决数据准确性是目前大型及超大型电厂DCS系统亟需解决的问题;DCS系统一般为电厂用户提供现场监控方面的应用服务,但在大数据分析、自主故障诊断及人机交互等方面的用户体验较差。因此,电厂传统DCS控制系统需与先进智能技术融合,在系统架构、控制算法、高速网络数据通信及应用服务等方面进行完善优化,才能满足今后大型/超大型电厂控制及用户多样化的需求。
二、DCS在电厂热工控制系统中的应用
2.1兼容性强
电厂机组是由多个设备组成的,因此保证电厂机组良好运行,就需要保证每个设备能够良好的运行。而设备在长期的运行之中容易出现这样或那样的问题,导致电厂机组运行受到影响。为了避免此种情况的发生,应当加强电力机组设备的控制。但以往所应用的集中性控制系统容易受到设备的干扰,且每个设备的控制参数不同,这使得集中性控制系统难以兼容。但DCS的应用,其可以利用复杂且高级的控制算法计算设备的控制参数,进而合理控制电厂机组设备。由此看来,DCS具有较强的兼容性。
2.2远程智能I/O
远程智能I/O主要有三部分组成,即:智能前端、计算机适配器、现场通讯总线。良好的应用于DCS控制系统之中,可以提高其有效性。因为智能前端属于测控装置,能够对电热组进行有效的测量,并且保证测量精准;计算机配适器是综合管理整个网络及协调的重要装置,其有效应用,可以保证整个网络良好运行。现场通讯总线是采用全数字串行通讯方式,其能够支持多种工作方式,并且与现场总线产品保持一致。目前部分DCS控制系统生产厂家已经研究了远程智能I/O,这就意味着远程智能I/O已经成为DCS控制系统的一大优点。
2.3实现监控模式全程化
之所以这么说,是因为目前很多电厂已经应用CRT监控技术,同时启用DCS屏幕显示技术,如此不仅可以实现全程化监控,优化人机界面,对电厂机组运行进行有效的监督与控制,这对于提高电厂经济效益起到很大促进作用。DCS在电厂热工控制系统中的应用:
①确保电厂机组的安全运行。DCS科学、合理的应用于电厂热工过程控制系统之中,最基本的作用是保证电厂机组的安全运行。因为在电厂热工过程控制系统中应用DCS,其大屏幕显示技术,将会显示电厂机组设备运行的数据信息,在通过人机操作界面的简单化、人性化处理之后,可以使工作人员明确电厂机组设备运行的情况,一旦发现电厂机组运行不佳的情况,那么DCS系统将确定问题范围,找出问题,进而提出有效的处理方案,以便工作人员对设备进行有效的处理,避免电厂机组受到故障设备的影响而无法正常运行,给电厂带来一定的经济损失。当然,正常情况下,DCS系统将全程监视电厂机组运行,实时获得电厂机组运行数据信息,进而有效控制电厂机组。
②DCS系统与辅助系统。DCS系统与辅助系统的连接,主要是进行集中控制。出于保证电厂机组安全、稳定、高效运行的考虑,为了避免电厂机组运行的过程中出现常见问题,将DCS系统与辅助系统有效连接,可以使两者充分发挥作用,集中控制电厂机组的某个部分,进而避免常见问题发生。DCS系统在与辅助系统有效连接的同时,主机DCS系统还可以与MIS相连接,进而辅助电厂机组运行,使电厂机组运行效率得以提高,减少人力资源的利用。所以,DCS系统有效的应用于电厂热工控制系统中是非常必要的。
③DCS远程控制。DCS远程控制作用的发挥,主要是基于远程智能I/O的DCS系统有效的应用于电厂热工过程控制系统之中,智能前端发挥作用,实现A/D之间的互相转换、电热组转变以及PID控制;现场通讯总线支持多种工作方式的运行,计算机适配器对电厂机组信息进行协调与控制,如此可以实现工作人员的远程监控。
三、DCS在电厂热工控制系统中的管理维护
3.1硬件的管理维护
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。从以往DCS控制系统硬件管理维护实际情况来看,工作人员核心技术掌握不全面,加之专业知识掌握不扎实,这使得其在硬件管理维护的过程中难以及时发现问题,并且有效处理问题,进而导致热工控制系统故障严重。为了避免此种情况的发生,对基于DCS的热工控制系统硬件进行管理维护,应当将其送至生产厂家,由生产厂家的专业人员进行管理与维修,如此才能真正解决问题,使硬件恢复最佳状态。
3.2软件的管理维护
对于DCS系统软件的管理维护,主要是:①定期或不定期的保存与备份系统内部应用的软件,并且将发生变化的数据信息进行有效的更改;②定期或不定期的检测系统软件。在具体进行软件检测的过程中,应当做好分类处理工作,并且详细记录软件功能、权限、级别等方面信息,以便后续可以合理的进行软件管理。
结语
在电厂热工控制系统方面应当积极引用DCS控制系统,并且加强对DCS控制系统的管理维护,可以使DCS控制系统充分发挥作用,确保电厂机组的安全运行、对电厂机组进行集中控制、提高电厂机组的运行效率、对电厂机组进行远程控制等,如此将使电厂机组长期安全、稳定、高效的运行,进而创造较高的经济效益,促进电力企业在竞争激烈的电力市场中良好生存与发展。所以,在电厂热工控制系统中规范化、合理化、科学化的应用DCS控制系统是非常有意义的。
参考文献:
[1]皮博源.浅谈DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].科技创新与应用,2015.
[2]高扬.论DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].中外企业家,2016.
[3]韦丽秋.论DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].商品与质量,2016.
作者简介:
时修燕(1971.10.30),女,学历:武汉水利电力大学生产过程自动化大专,单位:华电章丘发电有限公司,研究方向:电厂热工,
孔令利(1970.12.22),男,学历:山东省电力学校研究方向:热能动力工程,单位:华电章丘发电有限公司,研究方向:电厂热工