曹勇
陕西能源电力运营有限公司 商洛项目部 陕西省商洛市726007
摘要：本文阐述了在DCS系统下，电厂热工控制系统的发展，分析了集散控制系统在电厂热工管理系统维护和管理中的应用，合理地将其应用于电厂热工控制系统中，促进电厂热工控制系统的安全运行和可持续发展。
关键词：DCS；电厂热工控制系统；管理；维护
中图分类号：F492.1 文献标识码：B
1.DCS系统概述
DCS全称为集散控制系统，它采用分散控制，集中管理的基本设计理念，采用多层控制，合作自治的结构形式。目前，DCS系统的应用在现代化电厂中的作用十分重要。DCS作为一种新型的控制系统，与传统的热工控制系统有很大的不同，DCS管理系统是在传统计算机管理系统的基础上发展起来的。通过优化系统软件内部的工作环境，改变传统的工作理念进行实现。DCS系统主要由现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口，所以DCS控制系统又称为4C技术。与传统的控制系统相比，DCS控制系统具有更高的安全性，在运行过程中可以实现实时控制，并可以进行全面的生产过程监控管理。
2.DCS在电厂热工控制系统的优点
2.1有着较强的兼容性
电厂设备在运行过程中必须有多个控制系统，因此控制设备相对较大、复杂。这是因为不同设备之间的存在较大的差距，被控对象有很大的延迟和干扰。干扰源多、非线性和控制参数与各个对象基本是由扰动源和控制参数进行决定的，因此整体控制非常困难，同时也要求自动控制系统与之兼容，在实际设计的过程中要进行综合考虑。DCS系统的优点是简化了各种先进的控制算法，使电厂设备在运行过程中具有良好的自动控制能力。DCS系统可以有效地控制多个对象，在同一个控制系统中，DCS系统具有多种算法，可以大大提高机组自身的控制能力和控制水平，这是DCS系统兼容性强的体现。
2.2实现全程化的监控模式
电厂工程设计是一个非常复杂的过程，涉及的内容和因素很多。在这种情况下，设计的备件监控装置不多，只剩下几个停机开关。由于CRT监控技术在各个电厂进行广泛的应用，DCS大屏幕显示技术在电厂也得到了全面的应用，使得人机界面大大优化，减少了所需监控人员的数量，从而降低了人工成本，提高了电厂的经济效益，使电厂在今后的运行中更加的安全，提高了电厂在市场的竞争力。
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，现场布线技术在整个系统中占有重要的地位，在应用DCS系统时应注意这一问题。在一般的现场布线过程中，需要考虑主从结构、多点数字通信等方面的问题，通信协议范围从物理网络层、数据链路层到应用层，经过处理后，DCS控制系统既可以连接到内置的智能设备上，也可以作为现场控制的通讯网络。与普通布线系统相比，DCS系统存在维护成本高、接口兼容性差等问题。为了优化现场现场管理系统的结构，保证电厂系统的可靠性，可以将线路总线技术应用于DCS的建设中。
3.2高速网络通信技术
由于DCS系统是基于Internet技术发展的，在DCS系统中通过高速网络通信技术可以提高DCS网络的质量，使网络数据的横向传输更加稳定。对于分布式电厂管理系统，以太网具有一定的时延，在传输过程中容易受到网络风暴的影响，给数据传输和DCS运行带来负面影响。针对这些问题DCS系统的应用提出了几种解决方案：一种是基于现有以太网，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；第二种方法是升级通信网络，通过升级TCP/IP以太网事件触发器来启动网络；第三种方法是升级TCP/IP事件触发器来启动网络。通信网络升级后，事件触发器被定时器替换，系统运行过程中可以根据需要定时发送通信任务。传输过程由全局时钟管理，不仅实时提供全局信息和数据，还减少了物理链中数据争用的频率，这样可以进一步提高DCS系统的性能，提高系统的整体性能。
3.3DCS自动控制系统在电厂的作用非常重要，关系到整个发电厂的安全、经济运行，其主要表现在：
3.3.1自动检测:检测仪表能自动地检测反映生产过程或设备运行情况的各种参数，以监视生产过程的进行情况和发展趋势，为自动操作、统计、管理提供依据。
3.3.2自动调节:利用控制系统自动地维持生产过程在规定的工况进行。
3.3.3顺序控制:根据预先拟订的逻辑程序和条件，自动地对生产过程进行一系列操作及调整。
3.3.4自动保护:当设备运行情况发生异常事故时，保护装置发生报警信号或自动采取保护措施，以防止事故出现或扩大，保护设备不受破坏及保证人身安全。
4.DCS在电厂热工控制系统中的管理维护
4.1硬件管理与维护
一般情况下，无论是输出模块故障还是输入模块故障，都必须进行系统诊断和维护。在故障处理过程中，可以通过更换模块来解决，由于对模块技术缺乏了解以及自身专业水平的限制，很难准确判断内部组件老化导致的热控模块故障。在很多情况下，输入输出模块是系统运行中最有问题的模块，因为它们难以更换，因此，通常需要专家进行维护。在设备故障诊断或维护的过程中，相关技术人员要及时对故障进行检查，深入分析故障的原因，并使用专业的故障排除方法解决问题。这是一项非常严谨的工作，对维护人员的检修水平要求很高。工程技术人员收到故障报告后，首先必须严格执行安全措施，做到设备的事故预判，做好技术维护工作。例如在机组正常运行状态下，发现某个自动系统出现异常时，检修人员就要对其进行分析和防范措施，因为这种情况可能导致整个操作系统出现崩溃，从而对电厂的安全生产造成极大的危害，其大部分原因是由于设备老化或参数设置不匹配造成的，解决这个问题的有效方法是根据控制逻辑进行修改。
4.2软件管理与维护
在DCS软件的管理和维护中，不仅要对应用软件进行备份，还要对逻辑应用软件的修改进行记录，并对逻辑修改记录进行规范和严格管理。逻辑软件功能需要进行深入、彻底和系统的测试，并且在所有授权级别上的测试尤其重要。
在现实的工作中，要绝对杜绝DCS控制系统错误是不现实的。目前，我们应该从设备的实际使用出发，通过专业的方法进行严格的检查。为了使DCS逻辑软件在安全状态下工作，需要对软件及时进行升级，加强系统可靠性，提升智能化水平，完善设备监控系统，从而提高故障排除的效率。
4.3由于电力行业的特殊性，DCS系统需常年带电工作，受到系统设备自身老化、内部软件升级后的兼容以及工作人员根据工作需求调整逻辑系统结构以及运行人员操作水平的高低等多方面因素影响，使系统的稳定性和故障率在某一阶段后呈现异常的变化，由于逻辑控制故障具有一定的不可预测性，工作人员很难在故障发生前采取有效的应对措施，一旦故障发生就会直接影响机组的稳定性和安全性。因此DCS系统的可靠性和稳定性的优化及对运维人员的操作规范提出了更高的要求，需在在日常的运维中投入更大的精力去熟悉认知DCS系统的构造结构和操作规范，以求细求准的理念去面对DCS系统的日常运维。
结语：DCS在电厂热工控制系统中的应用可以提高电厂的稳定性和效率。根据电厂的实际情况，电厂热工检修及运行工作人员应充分了解DCS的结构及操作规范，维护好DCS控制系统的软件和硬件。以提高电力企业的供电能力和竞争力。
参考文献：
[1]郭惠城，张浩然，李靖.论和利时DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].电子世界，2020(16)：94-95.
[2]卫水华.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探讨[J].城市建设理论研究(电子版)，2019(19)：6.
[3]王玉全.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施研究[J].中国新技术新产品，2016(10)：20-21.
[4]裴彩锋.电厂热工智能自动化控制过程的先进方法研究[J].湖北农机化，2019(06)：56.
[5]张剑斌.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探微[J].自动化应用，2018(05)：104-105.
[6]万雅红.电厂热工仪表及控制装置检修安装中的问题及对策探讨[J].科技风，2016(22)：126.