探析DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护

内蒙古国华准格尔发电有限责任公司 王 飞

相较于其他系统，DCS系统在电厂热工控制的应用中存在显著优势，而对于DCS系统在电厂热工控制中的应用与管理维护进行研究分析，能为DCS系统在电厂热工控制中的应用与管理维护提供依据，继而为电厂热工控制正常运行提供便利。

1 在电厂热工控制中应用DCS系统的优点

将DCS系统应用在电厂热工控制上，不仅可以有效提高电厂热工控制系统内发电机组对于相关数据信息的收集和处理，使得电厂在日常运行时得到有力控制、防止出现意外情况，还可以加强对电厂日常运行时的监督，帮助相关人员更好地对热工系统进行操作，从而使得DCS系统被各大电厂应用到热工控制上。

在机组日常工作时，由于数量众多，往往需要多个热工控制系统进行控制，而且由于各机组在日常运行中经常出现延迟、干扰等情况，使得热工系统在对机组进行控制时变得十分困难，而DCS系统可以有效解决这一问题，通过对数据的分析处理将辅助的算法进行简化，加强了热工控制系统的控制能力。并且DCS还可以和远程智能I/0相结合，不仅能够保证整个热工控制系统的平稳运行，还能加强对网络的管理，从而确保整个热工控制网络能够畅通，并且DCS系统还可以跟通信总线完美兼容。

此外DCS系统还在电厂内的辅助系统上得以应用，让DCS系统跟辅助系统相结合，可以有效加强辅助系统对整个生产过程的控制，从而提高电厂工作效率，极大降低了电厂中人工成本，从而扩大自身经济效益。同时，由于电厂日常运转复杂繁琐、存在的环节众多，使得相关人员对于生产过程的监督变得极为麻烦，但通过对DCS系统使用便可有效解决这一问题，降低对相关人员的依赖，可以有效对电厂各个环节的生产过程进行监督。

2 电厂热工控制中对于DCS系统的应用

电厂的热控自动化系统分为三个主要部分：检测装置系统、执行设备系统、控制系统[1]。而将DCS应用到电厂热工系统中可以对整个系统进行监督，对信息进行管理，提高运行效率（图1）。

图1 DCS控制系统的层次结构图

2.1 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[2]。因此工作人员应给予DCS系统足够关注，在对整个DCS系统进行现场总布线时需对各个方面展开思考，从而使DCS系统可以科学合理的布线。如：在对DCS系统进行现场总布线时，应根据设备的架构及通信等因素进行思考，使得DCS系统可有效将各个环节联系在一起，从而达到DCS系统能够和智能设备相结合的目的，并控制搭建局域网络。

此外，与其他布线技术相比DCS系统需极高的维护成本，且DCS系统的接口难以和其他设备兼容。所以在使用电厂热工控制系统时，可通过现场总布线技术对DCS系统进行搭建，以达到降低DCS系统维护成本，增加DCS系统的兼容性，继而实现对现场局部控制系统搭建的目标，使电厂系统在日常工作中能够平稳运行，加强安全性。

电厂热工系统里面的汽轮机系统与锅炉系统虽然都是电厂热工系统的一部分，但这两个系统与其余热工系统并没有关联性，不管是汽轮机系统还是锅炉系统都是一个独立的热工系统。因此在将DCS应用到整个热工系统时，就需专门为汽轮机系统以及锅炉系统在现场进行布线，从而保证DCS系统可以有效对整个热工控制系统进行监督，并对整个热工控制系统信息进行处理，从而提高整个热工控制系统的运行效率，保障热工控制系统的平稳运行。同时还要注意在对DCS进行现场布线时，应为汽轮机以及锅炉这两个独立系统留出连接口，保证DCS系统能对这两个独立系统进行有效控制。

2.2 高速网络通信技术

DCS系统的建立离不开互联网技术的支持，因此需加强高速网络通信技术的应用，以提高DCS网络的质量，让网络数据能够更加高效稳定的传输[3]。而电厂的控制系统在对整个电厂进行控制，由于以太网自身的缘故，导致控制系统存在延时的情况，使得电厂数据信息在进行传输时经常出现各种情况，从而使得DCS在进行数据信息传输时常出现信息丢失等情况，继而影响整个电厂的正常运行，并且这种情况会随着电厂的不断运行而频繁发生，因此如何保证DCS在进行数据信息传输时的安全便显得至关重要。目前，对于DCS系统的应用有两种方法来解决这个问题，一种是根据以太网，通过对以太网络进行流量监控的方式对电厂的数据信息进行相应收集，从而保证DCS在进行数据信息传输时能够安全进行。

例如：在对以太网进行流量监控时可以使用SNMP技术，并且可以根据收集到的数据信息进行相应分析，从而使DCS系统可以建议一个科学、合理的流量模型，使得DCS系统能够对整个以太网的数据信息有个清楚地了解，或者可以使用SFLOW技术对以太网进行监控，同样可以让DCS系统在日常运行时掌握热工系统的数据信息，从而确保整个热工系统能够平稳运行，保证DCS系统在进行数据信息传输时不会遇到安全问题。

此外，便是通过高速网络通信技术对整个通信网络进行改良升级，用新型的时间触发器来代替之前通信网络的触发器，从而使DCS系统在日常运行时能够根据实际情况定时向电力系统传输数据和信息，保障了整个电力系统信息传输的整体性及时效性，并且极大减小了电力系统中物理链在数据信息传输过程中对频率的占用，从而避免数据信息无法及时进行传输的情况发生。通过对通信网络升级可以有效加强DCS系统在日常运转过程中的运行性能，从而加强了整个热工系统运行效率，保障电力系统能够有序进行。

3 电厂热工控制中对于DCS系统的管理维护

3.1 硬件管理与维护

在DCS系统日常运转过程中，如果系统内部的输入模块及输出模块发生问题后，系统内部的诊断功能便可自动对两个模块进行修复，从而保证整个DCS系统能够正常运行，保证DCS系统能够对整个热工控制系统进行实时监督，确保DCS对于数据信息的输出与收集能够有效进行。但如果DCS系统当中的更换模块出现了故障，那DCS系统内自带的诊断功能便无法进行有效修复，这个时候便需要相关人员使用专门设备对更换模块进行修复，从而保证整个DCS系统能够正常运转，也正因为如此，更换模块是DCS系统应用当中修复最多的地方。

但在日常工作当中，很多电气设备的操作人员对于设备当中的相关技术并不了解，甚至有的操作人员对于DCS系统的运行原理都不清楚，这也就导致即便DCS系统在运行过程当中出现什么故障，操作人员也无法第一时间发现，使得无法对DCS系统进行及时修复。又或者即便操作人员发现了设备出现故障，但因为对设备并不了解，所以无法找到设备出现故障的地方，使得当设备老化而引发故障发生时，操作人员无法进行有效排查，严重影响了故障维修的效率和质量。另外，DCS系统在进行调试时，当中输入模块以及输出模块会经常产生问题，这导致电厂无法直接对系统内的模块进行更换，只能让设备的生产厂家来对这两个模块进行更换，从而保证DCS系统能够正常运转。

此外，如果DCS系统在日常运转当中出现什么问题，相关人员要立马对DCS系统内部设备进行检查，找出引起故障的源头，同时还要对产生故障的原因进行研究分析，并及时对出现故障的设备进行修复，防止造成别的设备损坏，从而保证DCS系统能够顺利运转。同时相关人员要根据设备故障的实际情况，依据操作流程对设备进行修复，使得相关人员在设备修复过程中不会出现安全问题。并且在设备硬件出现故障时，需要相关人员严格按照操作流程进行操作，先对故障的源头进行诊断，再根据实际诊断结果对设备硬件维修。

维修人员在拿到诊断分析后，必须根据相关标准对设备进行技术修复，同时，技术人员应该加强对DCS系统硬盘以及冷却风扇故障重视，防止因为硬盘故障或者冷却风扇故障使得电厂操作站出现死机情况，从而严重阻碍了电厂日常运行，并且DCS系统的硬盘以及冷却风扇出现故障时，一般情况下都是因为设备老化，或者误操作导致的，所以应该改变控制方式从而避免这些事情发生。

如：当DCS系统在正常运转过程中出现操作站死机的情况，维修人员应该立刻对DCS系统当中的硬盘以及冷却风扇进行检查，判断其是否出现设备老化情况，若是发现设备出现老化，应该第一时间对老化设备进行更换，以保证DCS系统能够正常运行。若是设备没有出现老化情况，这时维修人员便需要检查相关人员的操作流程，排查是否是因为误操作情况造成的操作站死机。

3.2 软件管理与维护

维修人员在对DCS系统的软件进行管理维护时，相关人员要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，并且做到记录的规范性[4]，从而确保相关人员所记录的数据信息准确无误。并且在对DCS系统软件进行管理与维护时，维修人员应当对软件的各种功能进行检测，以保证各软件功能能够正常运行，同时维修人员还应该对DCS系统当中各种权限进行检测，确保各种权限没有出现问题。

在日常运转时，相关人员要对DCS系统内各种软件进行维护管理，以保证软件不会出现损坏，并且相关人员要结合电厂运转的实际情况对DCS系统内的软件进行更换，从而保障DCS系统能够正常运行。此外，在维修人员对设备进行日常检修时，需要做好安全措施，防止在检修过程中出现什么意外情况，危害维修人员人身安全。

电厂操作站如果长时间进行工作，便会容易引起各种故障发生，这时候维修人员要立刻对操作站进行排查，从而找到故障的根源，并根据相应的操作流程对故障进行维修，从而保证操作站能够正常运行，对电厂的监测工作继续进行。不仅如此，软件在日常运转时很有可能会出现一些难以解决的故障问题，因此这就要求相关人员要对设备有个清晰的认识，知道设备各部件功能，只有这样相关人员才可以在设备出现故障时，采取科学的手段对设备进行检查。从而保证DCS系统能够正常运行。

例如：当电厂日常运行过程中，操作站出现故障导致出现无法操作的情况时，操作人员应该立刻对整个操作站进行断电、防止出现意外情况，随后要让维修人员对整个操作站进行全面检查，找出产生故障的源头，然后根据设备故障的实际情况对设备进行相应维修，从而确保DCS系统内软件能够平稳运转。并且，为了保障DCS系统能够正常运行、减少DCS内软件发生故障的情况，需要电厂要建立一个完整的设备监督机制，确保对整个DCS系统进行实时监督，防止各种意外情况发生，从而有效提高软件管理与维护的效率。同时，对于一些无法检查出来的故障，相关人员便要通过对设备运转状态进行研究分析，从而使用科学、合理的手段来对软件当中存在的故障进行排查。

综上，要想了解DCS系统在电厂热工控制中的应用与管理维修，还要综合了解DCS系统自身优势，从而进行有利方案选择。在此基础上，才能了解DCS系统在电厂热工控制中的应用与管理维修，从而提高电厂生产效率。