刘海虹刘海虹
大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂 北京 100041
摘要：DCS又名集散控制系统，它的组成部分有计算机、通信、控制等，是一种新型的控制系统，相较于传统的系统具有智能性的特征，比传统系统更具优势，尤其是建设在通信设备上，使其安全性和工作效率都有着较大的提升。当前 DCS 系统在电厂的热工控制系统中已有广泛应用，这项系统对于电厂运行的安全性十分有利，能够智能化管理电厂热工控制系统，从而提高电力企业的经济收益，促进企业的持续性发展。但因 DCS 技术在热工控制系统的应用处于初步阶段，导致其在运行中会出现一定的问题，对电厂的运行造成了一定的影响，所以对DCS 系统的管理维护也是一项重要的工作。
关键词：DCS；电厂热工；控制系统；应用；维护
1 DCS控制系统概述
1.1 DCS控制系统及其发展趋势
DCS控制系统主要通过发达的运算能力对工业生产过程进行设备和细节的监控等功能，包括对微型计算机内部数据模块内容的提取以及相应数据的运算分析和存储等，既能够保证较高的准确率，又能够保证较高的运行速度。在工业生产过程中，能够对生产设备和生产情况做到第一时间的快速掌握，并对各项运行参数进行了解，通过功能模块丰富、界面风格简洁的人机交互界面便捷的进行相关操作。当工业生产发生故障时，能够快速对故障进行定位、分析和诊断，采取相应的处理措施，降低故障对工业生产的不良影响，有助于工业生产活动高效率和高质量的进行。
1.2 DCS控制系统结构
计算机网络技术是 DCS 控制系统的基础结构技术，通过三种节点的网络连接，使系统操作人员和工程师能够通过DCS 控制系统对工业生产现场进行实时操控。工程师还能够通过微型计算机离线组态的方式，使 DCS 控制系统的配置达到更加优化的状态。在DCS控制系统的实际操作中，通过人机交互界面的显示屏选择相关功能模块，进行控制命令的传达，可以根据实际的工业生产需求，进行特殊功能和规定的设计。所以在工业生产中，应用DCS控制系统需要加强实际工业生产情况和DCS控制系统的结合，使DCS控制系统能够更加符合工业生产的需求。
1.3 DCS控制系统特点
现阶段，工业生产过程控制中，需要对参与生产的各类机械设备进行严格控制，DCS 控制系统所具有的运算能力优势就是其中重要的控制功能基础，能够同时进行多种复杂性能的操控，包括对微型计算机数据信息内容的获取和处理的同时进行相关的分析、显示和记录等，大大提高了控制系统的运行效率。系统的操作人员需要通过人机交互界面进行系统操作，能够使操作人员简洁明了地掌握多种功能的作用和方法，提高操作人员在操作过程中的速度和准确性，降低误操作和操作故障等问题的发生。还能够通过显示屏对工业生产过程中的机械设备数据进行掌握，并进行相应的处理、分析、传输等。具体的单元内容也可以通过显示屏显示出工业生产过程中的细节数据，作为管理人员对生产情况的了解和调整依据。如果想对DCS系统控制方案进行修改，也可以直接在显示屏中通过功能模块进行重新调整，不需要再进行复杂的停机、重连或改线等方式。DCS控制系统基于计算机网络技术，与系统管理监督人员的工程师站和过程控制现场的I/O 控制站进行连接，使工程师能够根据工业生产情况对系统的功能模块进行相应的调整，也能够在系统中填写新的控制规则，但在进行调整时，必须对整个控制方案有所了解并进行相应的调整，确保控制方案的顺利进行。
2电厂热工自动化控制系统作用分析
2.1拓展系统控制能力
目前，电厂热工自动化控制系统的应用，主要是利用计算机相关原理，结合相关使用的辅助技术方法，实现对相关设备的全程监控，从而保证相应管理信息系统的优质与全面，进而实现对热工的自动化控制。比如，DCS系统就属于一种成功且使用的架构模式，在实际应用过程中，这一系统所采用的是较为先进的分布式控制系统，不仅有着DCS控制器，同时，还能通过对PCL控制器的应用，扩展系统性能，有效扩展了这一系统的应用形式和范围。
2.2提升工作质量和效率
在自动化技术的不断发展过程中，自动化控制系统已经积累了很多先进的高级算法模块，这些模块样具备很强的实用性。比如，在ZT600系统中，相应的设计模块能够及时地发现设备运行中存在的故障问题，并且还能够进行一定的自我维修与报警。同时，这一系统在连接计算机后，能够有效促进数据信息的共享与传输，大大提升了生产工作质量和效率。
3 DCS系统在电厂热工控制中的应用
3.1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。
3.2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发展方向
首先，智能化。目前电厂热工自动化控制应用期间经过多种先进技术的控制应用，使得热工设备运行效果显著增强。说明先进技术的应用效果好，在未来的热工自动化控制应用中，仍需要工作人员加强先进技术的应用工作，保证热工自动化控制工作具备智能化的热点，积极做好DCS系统与PLC控制技术的联合使用，在优势互补中达到理想的热工设备自动化控制效果。其次，人性化。未来电厂进行热工自动化控制工作时，需要从人机交互便捷性提高的角度出发，对自动控制应用工作进行人性化的设计使用，基于人体结构、特征，做好控制系统设计工作，并且需要对自动化控制系统的可靠性加以提高，确保工作人员操作系统时更加舒适，促使热工自动化控制系统工作有效性提升。
结语
DCS在电厂热工控制系统中的应用能提升电厂运行的稳定性，提高电厂的效益。电厂工作人员要根据电厂的实际情况，充分理解 DCS 的构成，对电厂热工控制系统进行软硬件维护并应用，为人们提高能够更好地供电，也提高电力企业的竞争力。
参考文献：
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