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摘要:随着我国社会经济的飞速发展,我国的科学技术也随之得到发展,而且高科技信息技术已经被普遍的应用在社会中的各个行业。作为电力能源的供应者,电厂行业的热工控制系统也逐渐步入自动化,而近年来出现的DCS控制系统已经被应用到了电厂的热工控制系统中,这一系统的应用不仅提高了电厂企业的运行效率,还有效的推动了我国电力行业的持续发展。所以,本文就对DCS在电厂热工控制系统中的应用管理和维护措施进行探讨。
关键词:DCS;热工控制系统;管理维护
一、DCS系统的概述
DCS系统是一种集散性的控制系统,相对于传统集中性控制系统来说,它是一种新型的控制系统,以传统的计算机控制系统为基础,优化调整了内部软件工作环境、创新了工作思维,这使其具有安全性高、实效性强的特点,不仅能够实现实时控制,还能对控制过程进行全面的监控。所以,DCS系统具有较强的应用性,值得广泛的推广与应用。
二、DCS在电厂热工控制系统中的优势
2.1兼容性强
大型火电机组所控制的对象数量多,而且比较复杂,被控对象的特点是延迟大、非线性、干扰源多、控制参数多且互相影响,这就导致了自动控制系统有很大的设计难度。使用DCS控制系统后,其潜力得到了充分的利用,使高级的、复杂的控制算法得以实现,比如自适应控制、预估控制、模糊控制、神经元控制、非线性控制等,使机组自动控制得到了提高。
2.2监控模式全程化
近年来的实践证明,DCS能够保障火电厂的安全可靠运行,在当前的工程设计中,绝大多数的后备监控设备已经被取消,只保留了几个能够紧急停机的开关,在不就的将来,火电厂将广泛接受火电机组的全CRT监控技术;此外,DCS系统引进了大屏幕显示技术,使人机界面得到了大大的改善。这使自动化系统得到了简化,减少了监控人员的数量,减少投资,不但提高了电厂的安全运行,还提高了经济效益。
2.3辅机DCS控制得以实现
当前,已经具备了将DCS技术应用于大机组上的技术与条件。对于辅助系统,比如对除灰、除渣、运输煤、处理化学水的集中控制,就可以采用不同的技术方案,最直接的方法是将辅机系统与主机DCS相连,应用比较集中的方案;另一种方法是使之相对集中后,再与MIS和主机DCS连接。这样就能实现减员增效的目标,同时还使技术和管理水平得到提高。
2.4远程智能I/O
当前,许多DCS生产厂家设计开发了远程智能I/O装置。这种装置是一种独立的系统,由智能前端、现场通讯总线和计算机适配器三部分组成。智能前端是一种测控装置,按放于生产现场,主要的功能是完成A/D、D/A转换、去抖、滤波、热电偶、PID控制和热电阻的测量与变换等,从某种意义上讲就是现场的总线产品。现场通讯总线的通讯方式是全数字串行,不仅支持点对点、点对多点的工作方式,还支持广播式和主从的工作方式,与当前广泛应用的现场总线产品一模一样。通讯适配器的功能是统一协调与管理整个网络,完成和主控系统之间的信息互换。通过很多应用实践,远程智能I/O不仅可以提高DCS系统的安全可靠性,还具备了现场总线的很多优点。
三、DCS在电厂热动控制系统中的应用
3.1模拟量控制系统
对于电厂热工控制DCS系统而言,其模拟量控制系统的作用在于将汽轮发电机组锅炉、汽机作为整体,予以控制,具体可分成机侧、炉侧模拟量两个控制系统。
对于炉侧MCS系统而高,其中主要包括机炉协调控制和汽温调节系统,同时包括送风和引风调节系统、储水箱水位控制系统以及蒸汽温控系统等;对于机侧MCS系统而高,除锅炉给水全程控制、除氧器水位调节作为串级凋节,其他调节皆为单同路调节系统。
3.2顺序控制系统
电厂热工控制DCS系统中的顺序控制系统,通常被称作程序控制系统,即把机组部分操作程序根据热力系统分为若十个不同的子系统,严格按照规定顺序,对各装置的实际运行状况、逻辑关系等进行判断,并以此为基础发出具体的操作指令。启动机组各设备顺序控制系统的主要任务在于厂房主机、辅机监控,对参数进行监视,对联锁进行保护实践中可以看到,虽然DCS系统内容相对比较庞杂,但其控制逻辑却比较简单,而且联锁保护逻辑设计是其核心,因此必须结合现场情况进行具体设计。
3.3锅炉炉膛安全监控系统
电厂热工控制DCS系统中的锅炉炉膛安全监控系统,即燃烧器管理系统,简称BMS,其可在锅炉正常运作、启停模式下,密切、持续的对大量燃烧系统参数值、及设备状态进行监视,通过逻辑运算和判断,结合顺序控制以及连锁设备设计,从而确保燃烧系统设备能够严格按照预定的逻辑顺序操作、处理事故,最终确保电厂锅炉安全运行与热控质量。
四、DCS在电厂热工控制系统中的管理与维护
4.1硬件管理与维护
一是在通常状况下,输入输出模块的故障都是由系统诊断与修复的,一旦发现故障,一般的处理方式即为更换模块。由于一般技术人员对仪表制作的核心技术不够了解,同时其自身具备的理论知识也不够扎实,这样就造成其无法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。而在大部分状况下,输入输出模块的故障往往是出现在运行以及调试阶段,一般的工作人员很难完成对模块的更换操作,理论上都是需要由生产厂家对模块进行维修。二是在现场设备故障的修复与诊断方面,一旦发现某设备或组件出现异常,工作人员必须马上排查故障,找出故障诱因,并及时地进行有效处理。工程技术人员要根据所接收到的故障报告,在做好安全保障措施的前提下开展技术维修工作。三是要建立健全软件与设备监管制度,特别是对于中央处理器以及设备电源灯等故障,要制定合理的处理对策,从而使得工作人员发现故障以后,可以迅速地采取有效的处理与维修措施。
4.2软件管理与维护
一是及时对应用软件进行备份,严格记录应用软件所有的变化情况,并做到记录的规范性。二是需要对软件的功能进行严格测试,特别是每个级别的权限在测试过程中更为严格的进行检测。三是在对软件进行规范化管理,对于软件及时进行更新和修改。四是对于处于维修或者是运行阶段的设备,则需要采取切实可行的措施做好保护和隔离工作。五是对于操作站运行过程中存在的故障,则需要在确保操作员正常监测和操作站正常运行的基础上进行故障排除和维修操作,对于无法排除的故障,则需要根据设备运行的状态,采取切实可行的方法来对故障进行排查。六是为了确保软件运行的稳定性,则需要对软件及设备监管制度进行完善,采取切实可行的措施来对中央处理器和设备电源等故障进行处理,确保故障处理的及时性和快速性。
结语
在社会和经济发展过程中,各行业对电能需求量不断增加,电厂安全稳定的运行至关重要。随着DCS在电厂热工控制系统中应用不断增强,DCS控制系统的优势也越来越显著,不仅有效的确保了热控目的实现,而且还确保了生产成本的降低,这对于电厂经济效益的实现具有极为重要的意义,有利于推动电厂健康、稳定的发展。
参考文献:
[1]刘波.关于电厂热工控制系统中DCS的应用研究[J].科技资讯,2014.
[2]郝伟.DCS系统设计及在电厂热工控制系统的应用[J].科技创新与应用,2014.