于东祥
华电新疆五彩湾北一发电有限公司
摘要：进入21世纪，我国已逐步进入信息时代，传统的电力企业逐步走向智能化、合理化的方向，电力管理与控制也逐步实现了智能化、自动化的模式。但值得注意的是，DSC技术并非完美无缺，在实际应用中还存在许多缺陷，亟待解决。因此，逐步优化DCS技术，提高新型电力监控系统的性能，是当前我国电力企业今后的首要任务。
关键词：DCS；电厂；电气监控；应用
1DCS系统概述
DCS系统又被成为集散性的控制系统,作为一种新型的控制系统,DCS相较于传统的集中性的控制系统有着很大的差异。DCS控制系统建立在传统的计算机控制系统之上,主要通过优化内部软件工作环境和改变传统工作思维进行工作,由于DCS系统中包含计算机系统、显示系统等,因此DCS控制系统又名为4C技术。DCS控制系统相较于传统的控制系统有着较高的安全性,还是一个时效性非常强的系统,这是由于DCS控制系统是建立在微型计算机局域网中的,因此在操作过程中可做到即时控制,且能对控制过程达到全面的监控。
2DCS控制系统的组成
2.1收集数据
DCS控制系统中,数据收集是由计算机监控系统进行完成,检测机组运行中的各种参数信息后进行处理,然后通过图像的方式进行传输,对于操作人员的处理十分方便。此外还能进行自动报警,使DCS控制系统的使用更加准确;模拟量控制。DCS控制系统中模拟量控制系统是一个重要组成部分,能控制汽机和汽轮发电机组锅炉,在操作过程中模拟量控制系统可细分为连两个系统,一是机侧模拟量、一是炉侧模拟量。炉侧MCS系统又可细分为两个主要系统,分别是气温调节系统和机炉协调控制系统,锅炉给水是采用串级方式进行控制,对除氧器水位进行调节,其他方面通过单回路调节系统来调节。
2.2顺序控制
借助热力系统,将机组中的一些操作程序划分成不同的类别,根据顺序,对每个装置的逻辑关系、运行状况进行科学地分析,在此基础上,使用操作命令用于将机组中的设备进行启动,控制系统不仅要监控厂房中的主、辅机,还要监控参数,实行有效地保护。SCS系统相较其他系统较为复杂,但其逻辑形式较为简洁,作用十分良好;数字电液调节。在电厂热控汽轮发电机组有着重要的作用,主要对汽轮机转速、功率进行调节,调节压力并在机组启动、停机和故障时做出调控并保护;锅炉炉膛安全监控。监测锅炉正常运行和启停工况下各燃烧系统的参数和设备状态。经过逻辑计算和判断,使电常锅炉保持在安全运行的状态,做到完美的热控作用。
3DCS技术在应用当中存在的问题
在电气系统当中应用这一技术的主要作用是记录相关的数据,其在一些画面当中可以显示出来。但是,这一技术需要使用安装在盘台上面的信号,对信号进行模拟后通过各种仪器仪表显示出来,最终导致整个电气系统受到损伤、信息不完整,也不能够做到信息的共享。除此以外,电气系统甚至只能够根据专项的功能进行相关的操作和运行。想要满足这一操作的需求就需要找到线路设置一个专项的开关,这就大大增加了电网管理的困难程度。如果没有一个统一的管理规范,那么就会导致在连接插口处存在一定的问题,最终影响通信的效果,使得通信经常性地发生中断。这在发电厂当中对这一技术的应用也存在一定的问题。尽管使用这一技术可以直接对炉子或者是机器以及相关的设备进行实时监控,但是仍然存在一些影响,比如说操作当中的复杂程度。按照这一技术的特点,我们需要将其分为三个不同的系统,对机炉以及机组的情况进行实时监控,不同的系统在技术方面使用的内容也不相同。为了更加有效地对这一系统进行控制,系统的设计人员还在原来的设计基础之上增加了专门用于监控的系统ECS,满足了实际操作当中的各种需求。但是,这样一来,操作系统就变得非常复杂并且难以操作。这就对工作人员提出了较高的要求,使得他们的工作量被大大地增加,管理的成本也被增加。
4DCS技术在电厂电气监控当中的实践应用分析
4.1现场总布线技术
在DCS系统中,现场总布线技术在整个系统中发挥着重要的作用,所以在应用DCS系统时需重视这一问题。在现场总布线的过程中要对多个方面进行考虑,如主从架构、多点数字通信等方面,有能够从网络物理层、数据链路层到应用层的通信协议栈,例如CAN。通过这样的处理后,可实现DCS控制系统与现场智能设备连接的目的,也可作为现场局域工作控制的通信网络。DCS系统与一般布线系统相比存在维护成本高、接口兼容性差等问题。因此在使用过程中可在DCS系统建设过程中应用现场总部线技术,从而达到优化现场局部控制系统架构目的,保障了电厂系统的可靠性。在分析了电厂热工系统后可以发现,汽轮机系统和锅炉系统是相对独立的热控系统。在这种情况下,为了将传统的电厂热力系统改造成DCS系统,就必须在运行过程中建立一个以标准现场总线为核心的独立的DCS系统。为实现这一目标,在现场布线过程中应预留锅炉系统与汽机系统的接口,以保证DCS系统能对其进行控制。
4.2高速网络通信技术
因为DCS系统建立在互联网技术之上,所以将高速网络通信技术应用到DCS系统中能对DCS网络质量进行改善,使网络数据在传输过程中具有较强的稳定性。对于电厂分布式控制系统,以太网存在一定的延时,在传输过程中易受到网络风暴等问题的影响,会对DCS的数据传输和运行产生不利影响,这种现象会随着电厂生产规模不断扩大而愈发地明显。基于此,DCS系统的应用有两种解决方案:一是基于现有的以太网,利用网络流量控制技术采集网络流量数据,如SNMP监控技术、sFlow监控技术等,通过对采集到的数据进行分析,建立匹配的流量模型,以便充分掌握整个局域网的数据流量情况,收集DCS系统在系统正常运行情况下运行情况的数据;二是升级通信网络,将TCP/IP以太网事件触发器升级为时间触发的TTE网络。通信网络升级后采用时间触发器替换事件触发器,使通信任务在系统运行过程中按适当要求定时发送。发送过程由全局时钟控制,既保证了信息的全局性和实时性,又减少了物理链中数据争用的频率。这样能够进一步提升DCS系统的运行性能,提升了系统整体运行的效果。
4.3现场管控
对于现场的管理情况来说,其主要分成两个不同的方面,分别是现场的仪表和进行连接的控制室系统。这两者的共同配合形成了一个多功能的通信系统。技术人员在应用相关技术的时候应该清楚,现场的仪表需要和现场所拥有的主线进行连接。这样,我们可以发现,现场的总线在使用的通信系统当中处于最底层,能够同时实现多变量以及双向的通道。这和以往比较传统的通信系统可以明显地对比出差距来,其不仅仅能够进行单向的传输,还可以进行双向的创数,从而有效地提高了整个工作的效能。在这一基础之上进行通信,可以建设一个现场的总线,其直接在现场进行多个区域的共同控制,实现双向和多变量的通信需求。当前,我国的通信速率以及通信所产生的距离也在不断地提升,抗干扰技术也得到了一定的发展,达到了成熟的地步。DCS技术在钢架上面得到了比较广泛的应用。当前在现场所使用的各种数字控制技术属于新一代的控制技术,有着比较多的优越性能。其在实践当中可以发挥出更多的作用和效能,取得更好的效果。
结论
上文通过对DCS技术进行分析可以得出,这一技术在当前电气电网的运行当中发挥了很大的作用,可以有效地弥补当前监控系统当中存在的各种缺陷。有关工作人员还需对一些设备进行监测,从而有效地提高电气电厂的自动化水平,促进其进一步发展。
参考文献
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