摘要:DCS属于高新信息技术中的一种,将其用在电厂热控系统中,可以有效提升电厂机组运行质量。基于此,本文主要分析了电厂热工控制系统中DCS的应用,先对DCS系统及电厂热工控制现状进行了细致阐述,然后分析了DCS在热工控制系统中的运用情况,以此为相关人士提供一定参考意见,推动电厂更好的发展。
关键词:电厂;热工控制;DCS
现阶段,我国电厂规模逐渐扩大,电厂控制系统愈发复杂,技术水平不断提升。在此背景下,为了提高电厂热工控制系统的运行效率,要使用DCS进行优化,从而确保电厂运行安全,加快电厂智能化建设速度,进而增加有关企业效益。因此研究电厂热工控制系统中DCS的应用十分必要。
一、优势
1.1兼容性强
在通常状况下,大型火电机组需要控制很多个对象,而且被控对象具有较多的干扰源与控制参数,同时还具有非线性、延迟大以及彼此影响的特点,这就在一定程度上加大了电厂自动控制系统的设计难度。在应用DCS控制系统以后,电厂可以有效地完成比较复杂以及高级的控制算法,例如神经元控制、自适应控制以及非线性控制等等,这样就大大提高了电厂机组的自动控制能力以及水平。
1.2远程智能I/O
到目前为止,很多DCS控制系统的生产厂家都已经开发出远程智能I/O装置,此装置主要包括三部分,分别是智能前端、计算机适配器以及现场通讯总线。其中,智能前端是属于一种测控装置,其主要在生产现场进行安装,其不仅能够合理地变换及准确地测量电热组,同时还能够有效完成AD、DA的转换操作。作为一种独立系统,智能前端相当于现场的总线产;通讯适配器主要是对整个网络进行协调统一以及综合管理,其能够实现与主控系统间的信息转换;现场通讯总线选用的是全数字串行通讯方式,其支持主体与广播式、点对点以及点对多点的工作方式,与目前广泛使用的现场总线产品基本一致。经过大量实践证明,远程智能I/O不但可以有效提高系统的安全性,同时还兼具很多现场总线的优势。
1.3实现辅机DCS控制
目前,我国电厂以及具备在大机组上合理应用DCS技术的基本条件。在辅助系统方面,对于除灰、处理化学水以及除渣等操作的集中控制,就能够采用不同的技术方案,最为直接有效的一种方法即为将辅机系统和主机DCS连接起来,从而采用较为集中的方案;除此以外,另外一种方法即为使其相对集中以后,再将其与主机DCS及M1S连接起来。这样不仅可以降低人工成本,提高效率,而且还能够有效提高技术水平以及管理质量。
二、DCS系统误动的原因
2.1硬件故障
DCS系统中的硬件故障主要包括元器件损坏、模块和电路中有些部位接触不良,以及电源输出不正常、电路板条线错误等。当DCS系统中发生这些硬件故障时,就会导致现场的指示灯不再正常工作、现场设备无法驱动等问题,即使整个系统仍然可以按照正常要求运行,但其各个监测点所获取的数值并不能正常显示。当热工元件在购买过程中质量不达标或者被长期使用后发生老化,就会导致热工元件发生故障。而热工元件发生故障的直接结果就是信号不能进行正常的传递,主机和辅机的保护功能被中断,即发生拒动。此外,DCS系统中对于关键性的回路控制是依靠单元件进行的,并不需要烦琐的程序设计,在这种情况下,元器件就容易发生故障,进而造成保护误动或者拒动等现象。
2.2软件故障
热控软件故障主要是软件内部的控制逻辑出现错误以至于系统的控制逻辑不完善进而造成DCS系统误动。
而导致DCS系统出现逻辑错误的原因是:电厂进行大规模整改后或者机组在投产调试过程中,都会对发电机组的特性进行不同程度的调整,这样之前的DCS系统对参数和函数曲线的控制逻辑并不适用于改动之后的机组设备,而是需要重新调整设定软件逻辑,以保证软件逻辑与改动后的机组设备相协调一致,减少系统误动现象。
2.3电源或接地系统故障
电源或接地系统故障的典型特征就是电源缺失,主要是由于供电系统中的零线、火线和地线之间出现连接错误或者接触不良等异常问题。时间一长,电源系统的整体质量就会出现问题,如线路的电阻过高或者绝缘保护装置受到破坏等。这样就很容易引发整个电源或者接地系统故障。此外,在进行电源设计时,如果考虑不够全面造成设计存在漏洞,如地极电阻过大等,也很容易造成误动。
三、DCS系统在电厂热工系统中的应用分析
3.1硬件管理与维护应用
①在一般生产条件下,系统的输入、输出模块故障都是通过系统的自我修复功能所完成的。在发现故障之后,通过更换模块就可以达到故障处理的目的。而从整个过程来看,由于一般技术人员没有完全掌握仪表职责等新技术,导致其在系统运行过程中不能有效地发现以及判断由于内部元件老化等原因造成的热工控制模块故障。而在大部分的生产条件下,输入输出模块所发生的故障主要出现在运行以及调试阶段,此时,则需要由生产厂家对整个模块进行维修与处理。②在现场设备故障修复与诊断中,在发现设备模块故障之后,需要在第一时间排查故障,并根据故障报告书,在安全保证措施的干预下进行技术维修工作。
3.2现场总布线技术
对DCS系统而言,现场总布线技术对整个系统产生重要影响,因此,在应用过程中,要高度重视这一问题。在现场总布线过程中,需要从主从架构、多点数字通信特征等方面入手,能具备一套从数据链路层、网络物理层到应用层的通信协议栈(如人们所熟知的CAN等)。在经过上述处理后,就能实现控制系统与现场智能设备连接的目的,并成为局域工业控制的通信网络。而就DCS系统而言,与现场总布线相比,它具有维护成本高、接口兼容性差等问题。因此,在应用过程中,可以通过现场总部线技术应用在DCS系统建设中,以实现对现场局部控制系统架构优化,保证了电厂系统的可靠性。
3.3高速网络通信技术
由于DCS系统以互联网技术为核心,因此,在该系统应用中采用高速网络通信技术,有助于进一步改善DCS网络质量,保证其网络数据传输的稳定性。
就电厂集散系统而言,以太网延迟的不确定性、网络风暴、网卡溢出等问题出现拥塞,影响集散控制系统的数据传输及运行,并且随着电厂生产规模不断扩大,这些现象所造成的影响也将会越来越明显。针对这种情况,在应用DCS系统过程中可以采取以下两种解决措施:①在原有以太网的基础上,通过网络流量控制技术(包括sFlow监测技术、SNMP监测技术等)收集网络流量数据,并对这些数据内容进行分析,并建立与之相适应的流量模型,最终掌握整个局域网的数据流量情况,最终根据DCS系统运行要求,在不影响计算系统运行的基础上,实现对数据资料的实时采集。②升级通信网络,将基于事件触发的TCP/IP以太网升级为基于时间触发的TTE网络。在经过这种处理后,以时间触发将会代替事件触发,并且随着系统运行的进一步深入,会将通信任务以合理的调度要求进行定时发送,而这个发送过程会得到全局时钟的控制,保证了信息传输的实时性、全局性,避免出现数据争抢物理链条现象的发生。在经过上述处理后,DCS系统的运行性能将会得到进一步增强,保证了系统的整体运行效果。
结语
综上所述,将DCS应用到电厂热工控制系统可有效提升控制质量与效率,但是DCS系统在实际工作中存在一些问题,需要依托于其他技术来解决这些问题,进而使其在电厂生产控制上发挥最大效用。
参考文献:
[1]王志强.霍尼韦尔DCS系统自动弹出式速率报警在煤化工装置中的应用[J].现代工业经济和信息化,2019,9(03):28-29+46.