陳峰

摘要 火電廠是生產(chǎn)電能的重要場(chǎng)所，熱工系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中具有不可替代的作用，為提升熱工系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，可對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。基于此點(diǎn)，本文從火電廠熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析入手，展望了火電廠熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】火電廠 熱工自動(dòng)化 DCS控制系統(tǒng)

1 火電廠熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1.1 熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

DCS是分布式控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，該系統(tǒng)也被稱之為集散控制系統(tǒng)，其在火電廠熱工系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠真正意義上地實(shí)現(xiàn)熱工控制自動(dòng)化。在對(duì)熱工DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，子系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用效果。熱工DCS控制系統(tǒng)包括5個(gè)子系統(tǒng)，具體如圖l所示。

從圖1中可以清楚的看到，熱工DCS控制系統(tǒng)包含5個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有自己的功能和負(fù)責(zé)的任務(wù)，下面重點(diǎn)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

1.1.1 DAS的功能設(shè)計(jì)

在熱工DCS控制系統(tǒng)中，DAS（數(shù)據(jù)采集）是較為重要的子系統(tǒng)之一，它的主要任務(wù)是對(duì)熱工機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行在線檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息生成相關(guān)參數(shù)，經(jīng)運(yùn)算處理后，在顯示器上以畫面的形式，將結(jié)果呈現(xiàn)給操作人員。系統(tǒng)具備自動(dòng)報(bào)警功能，并能夠?qū)痣姍C(jī)組的性能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，上述功能使現(xiàn)場(chǎng)操作的準(zhǔn)確性獲得大幅度提升。

1.1.2 MCS的功能設(shè)計(jì)

該子系統(tǒng)能夠?qū)﹀仩t和汽輪機(jī)組進(jìn)行整體控制，它的主要任務(wù)是對(duì)相關(guān)變量進(jìn)行控制，如生產(chǎn)中的水、風(fēng)等等，同時(shí)還能對(duì)汽輪機(jī)組的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使機(jī)組始終保持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。MCS是一個(gè)模擬量控制系統(tǒng)，根據(jù)控制對(duì)象可將該子系統(tǒng)分為鍋爐側(cè)和汽輪機(jī)側(cè)兩個(gè)部分。鍋爐側(cè)MCS系統(tǒng)具有如下功能：協(xié)調(diào)控制、蒸汽溫度控制、引風(fēng)控制、水箱水位控制等。汽輪機(jī)側(cè)MCS子系統(tǒng)具備給水系統(tǒng)全程調(diào)節(jié)和除氧器水位調(diào)節(jié)等功能。

1.1.3 SCS的功能設(shè)計(jì)

該子系統(tǒng)能夠按照規(guī)定的順序，并依據(jù)具體的原則，對(duì)熱工設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷，根據(jù)判斷結(jié)果，向設(shè)備發(fā)出控制指令，從而使熱工機(jī)組中的各個(gè)部分以預(yù)先設(shè)定好的順序啟動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到控制機(jī)組運(yùn)行的目的?；痣姀S內(nèi)的主、輔機(jī)是SCS子系統(tǒng)控制的主要對(duì)象，可實(shí)現(xiàn)主輔機(jī)的自動(dòng)開關(guān)機(jī)，同時(shí)，還能對(duì)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。因該子系統(tǒng)采用的是分層設(shè)計(jì)，控制方面運(yùn)了優(yōu)先級(jí)技術(shù)，所以能在較短的時(shí)間內(nèi)，完成順序控制。

1.1.4 DEH的功能設(shè)計(jì)

該子系統(tǒng)可對(duì)汽輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、壓力等進(jìn)行控制，是汽輪機(jī)運(yùn)行中不可或缺的重要組成部分之一。當(dāng)汽輪機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，可對(duì)機(jī)組中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行保護(hù)控制。

1.1.5 FSSS的功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)能夠?qū)﹀仩t爐膛的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)對(duì)運(yùn)算結(jié)果的判斷，當(dāng)爐膛運(yùn)行偏離正常值時(shí)，會(huì)發(fā)出相關(guān)的動(dòng)作指令，結(jié)合順序控制，可對(duì)燃燒系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行操控。同時(shí)該系統(tǒng)還具備故障預(yù)測(cè)功能，由此確保了鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

火電廠熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.2.1 提高了自動(dòng)化運(yùn)行效率

DCS控制系統(tǒng)本身具備良好的兼容性，可對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行有效控制，在保障機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，大幅度提升了自動(dòng)化運(yùn)行效率。通過(guò)顯示器，可將機(jī)組的運(yùn)行狀況直觀呈現(xiàn)給操作人員，由此使得整個(gè)操作過(guò)程變得更加簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本隨之下降。

1.2.2 降低了故障幾率

利用DCS控制系統(tǒng)可對(duì)熱工機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)與管理，通過(guò)檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障問(wèn)題，并以報(bào)警的方式通知操作人員，由此縮小了故障的影響范圍，保障了機(jī)組的運(yùn)行可靠性。

1.2.3 提高了安全系數(shù)

DCS控制系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制輸入/輸出設(shè)備，可對(duì)熱工機(jī)組進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，對(duì)于操作人員無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理的特殊環(huán)境，DCS均可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，由此使得安全系數(shù)得到了顯著提升。

2 火電廠熱工自動(dòng)化DCS}制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

為滿足火電廠熱工自動(dòng)化控制的需要，DCS系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)朝著以下方向發(fā)展：

2.1 與PLC融合

PLC是具有可編程功能的存儲(chǔ)器，可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部程序進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)運(yùn)算指令進(jìn)行快速執(zhí)行?；痣姀S在對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，可將DCS與PLC進(jìn)行有機(jī)融合，這樣能夠使DCS系統(tǒng)具備邏輯控制功能，從而使順序控制過(guò)程得以優(yōu)化。

2.2 引AIGDS

火電廠歸屬于工業(yè)領(lǐng)域的范疇，IGDS是目前最為先進(jìn)的工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)，在DCS系統(tǒng)中引入IGDS，可使人機(jī)交互界面的整體效果獲得大幅度提升，不但顯示速度可以變得更快，而且還能使畫面有所增多。

2.3 融入先進(jìn)的控制理論

火電廠的生產(chǎn)流程具有復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn)，尤其是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)，若是采用簡(jiǎn)單的控制方式，很難達(dá)到預(yù)期中的控制效果。為滿足熱工自動(dòng)化的需要，DCS控制系統(tǒng)必須具有更加精準(zhǔn)的控制，而且操作過(guò)程也要盡可能簡(jiǎn)單、流暢。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可在DCS系統(tǒng)中引入先進(jìn)的控制理論，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，由此可為DCS系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展提供更廣泛的空間。

3 結(jié)論

綜上所述，熱工自動(dòng)化作為火電廠生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的重要組成部分之一，其運(yùn)行穩(wěn)定與否關(guān)系重大。為此，火電廠可在熱工自動(dòng)化中對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行合理應(yīng)用，通過(guò)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)功能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)揮出DCS系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行進(jìn)行有效控制，確?；痣姀S生產(chǎn)安全有序進(jìn)行。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)DCS系統(tǒng)的研究力度，對(duì)現(xiàn)有的功能進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使系統(tǒng)更加完善，滿足熱工自動(dòng)化的需要，提高火電廠的生產(chǎn)能效。

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