火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析

陈峰

摘要 火电厂是生产电能的重要场所，热工系统在生产过程中具有不可替代的作用，为提升热工系统的运行稳定性，可对DCS控制系统进行应用。基于此点，本文从火电厂热工自动化DCS控制系统的应用分析入手，展望了火电厂热工自动化DCS控制系统的发展趋势。

【关键词】火电厂 热工自动化 DCS控制系统

1 火电厂热工自动化DCS控制系统的应用

1.1 热工自动化DCS控制系统设计

DCS是分布式控制系统的简称，该系统也被称之为集散控制系统，其在火电厂热工系统中的应用，能够真正意义上地实现热工控制自动化。在对热工DCS控制系统进行设计的过程中，子系统的功能设计是关键环节，直接关系到整个系统的应用效果。热工DCS控制系统包括5个子系统，具体如图l所示。

从图1中可以清楚的看到，热工DCS控制系统包含5个子系统，每个子系统都有自己的功能和负责的任务，下面重点对各个子系统的功能设计进行分析。

1.1.1 DAS的功能设计

在热工DCS控制系统中，DAS（数据采集）是较为重要的子系统之一，它的主要任务是对热工机组的运行过程进行在线检测，并根据检测到的数据信息生成相关参数，经运算处理后，在显示器上以画面的形式，将结果呈现给操作人员。系统具备自动报警功能，并能够对火电机组的性能指标进行计算，上述功能使现场操作的准确性获得大幅度提升。

1.1.2 MCS的功能设计

该子系统能够对锅炉和汽轮机组进行整体控制，它的主要任务是对相关变量进行控制，如生产中的水、风等等，同时还能对汽轮机组的负荷进行调节，从而使机组始终保持在最佳的运行状态。MCS是一个模拟量控制系统，根据控制对象可将该子系统分为锅炉侧和汽轮机侧两个部分。锅炉侧MCS系统具有如下功能：协调控制、蒸汽温度控制、引风控制、水箱水位控制等。汽轮機侧MCS子系统具备给水系统全程调节和除氧器水位调节等功能。

1.1.3 SCS的功能设计

该子系统能够按照规定的顺序，并依据具体的原则，对热工设备的运行状态进行逻辑判断，根据判断结果，向设备发出控制指令，从而使热工机组中的各个部分以预先设定好的顺序启动，进而达到控制机组运行的目的。火电厂内的主、辅机是SCS子系统控制的主要对象，可实现主辅机的自动开关机，同时，还能对机组的运行参数进行监视。因该子系统采用的是分层设计，控制方面运了优先级技术，所以能在较短的时间内，完成顺序控制。

1.1.4 DEH的功能设计

该子系统可对汽轮机组的转速、功率、压力等进行控制，是汽轮机运行中不可或缺的重要组成部分之一。当汽轮机组发生故障时，可对机组中的关键设备进行保护控制。

1.1.5 FSSS的功能设计

该系统能够对锅炉炉膛的运行状况进行实时监控，通过对运算结果的判断，当炉膛运行偏离正常值时，会发出相关的动作指令，结合顺序控制，可对燃烧系统中的关键设备进行操控。同时该系统还具备故障预测功能，由此确保了锅炉的安全、稳定运行。

1.2 热工自动化DCS控制系统的应用

火电厂热工自动化DCS控制系统的应用效果主要体现在如下几个方面：

1.2.1 提高了自动化运行效率

DCS控制系统本身具备良好的兼容性，可对多个设备进行有效控制，在保障机组安全、稳定运行的同时，大幅度提升了自动化运行效率。通过显示器，可将机组的运行状况直观呈现给操作人员，由此使得整个操作过程变得更加简便，运行成本随之下降。

1.2.2 降低了故障几率

利用DCS控制系统可对热工机组的运行进行维护与管理，通过检测，可以及时发现设备的故障问题，并以报警的方式通知操作人员，由此缩小了故障的影响范围，保障了机组的运行可靠性。

1.2.3 提高了安全系数

DCS控制系统具有远程控制输入/输出设备，可对热工机组进行远程操控，对于操作人员无法在现场进行处理的特殊环境，DCS均可以进行远程控制，由此使得安全系数得到了显著提升。

2 火电厂热工自动化DCS}制系统的发展趋势

为满足火电厂热工自动化控制的需要，DCS系统应当朝着以下方向发展：

2.1 与PLC融合

PLC是具有可编程功能的存储器，可对系统内部程序进行存储，并对运算指令进行快速执行。火电厂在对DCS控制系统进行应用时，可将DCS与PLC进行有机融合，这样能够使DCS系统具备逻辑控制功能，从而使顺序控制过程得以优化。

2.2 引AIGDS

火电厂归属于工业领域的范畴，IGDS是目前最为先进的工业图形显示系统，在DCS系统中引入IGDS，可使人机交互界面的整体效果获得大幅度提升，不但显示速度可以变得更快，而且还能使画面有所增多。

2.3 融入先进的控制理论

火电厂的生产流程具有复杂性和多样性的特点，尤其是热工自动化系统，若是采用简单的控制方式，很难达到预期中的控制效果。为满足热工自动化的需要，DCS控制系统必须具有更加精准的控制，而且操作过程也要尽可能简单、流畅。为实现这一目标，可在DCS系统中引入先进的控制理论，对系统进行优化，由此可为DCS系统的应用与发展提供更广泛的空间。

3 结论

综上所述，热工自动化作为火电厂生产过程中不可或缺的重要组成部分之一，其运行稳定与否关系重大。为此，火电厂可在热工自动化中对DCS控制系统进行合理应用，通过对各个子系统功能的优化设计，发挥出DCS系统的应用优势，对机组运行进行有效控制，确保火电厂生产安全有序进行。在未来一段时期，应当加大对DCS系统的研究力度，对现有的功能进行优化改进，使系统更加完善，满足热工自动化的需要，提高火电厂的生产能效。

参考文献

[1]莫荣侦.热工自动化DCS控制系统的应用实践论述[J].中国科技投资，2016 （18）.

[2]刘艳丽，谈热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].科学技术创新，2012 （30）：93-93.

[3]包图雅.谈热工自动控制在火电厂的应用及发展[J].通讯世界，2016 （04）：133-133.

[4]李荣鹏，浅谈热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].科技风，2015 （21）：109-109.