热工自动化设备管理系统的技术要点研究

哈 达

（内蒙古国华准格尔发电有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

伴随着社会经济的发展，科学技术日新月异，我国工业化进入快速发展期。在此过程中，资源消耗与环境污染的问题也日益突出，特别是重工业城市环境压力与日俱增。对此，节能减排不仅仅是一个社会普遍关注的焦点问题，也应该成为各行业发展过程中不可推卸的责任。其中，热工自动化控制作为一项新技术，对于火电机组的节能降耗具有重要促进作用，顺应了新时期行业发展的环保要求[1]。然而，热工自动化设备在实际运行过程中，可能会受到来自诸多方面的多种因素的影响和干扰，引发故障。尤其是来自于管理系统方面，某些风险因素会严重影响设备运行可靠性和节能减排目标的实现。对此，为了保障安全稳定有效生产，避免安全事故的发生，提升设备的可靠性，本文着重探讨热工自动化设备管理系统的安全技术配置方法。

1 热工自动化设备管理系统及其技术要点

热工自动化DCS管理系统是一种分布控制系统，相较于传统的集中控制方式，DCS管理系统无疑更加灵活。该系统包括了若干个分控制系统，各个子系统都可以独立运行并完成工作任务，而且能够在运行中保持彼此间互不干扰[2]。在此过程中，如果某一子系统出现故障，也并不会影响其他子系统的稳定有效运行。

在DCS管理系统中，核心部分为数据采集模块。借助数学建模及算法，对所采集实时数据进行计算分析，得出DCS可识别数据，之后工作人员根据数据采集系统所传回数据进行成像分析，以此来动态监测DCS运行的实时状况。其间，一旦热工自动化设备管理系统出现问题，系统能够及时报错并给出正确的处理方案，以此来保障设备稳定运行，减少损失并提高工作效率。

谈及DCS管理系统，就不得不提与之相关联的MCS和FSSS。其中，MCS属于系统自备的调节系统，其工作原理类似于天气监测系统，能够实时监测空气湿度、温度、风力、风向等。除了监测环境条件，还能够围绕DCS所需的工作标准条件去实施针对性调节[3]。举例来讲，当风力较大的情况下，会导致DCS运行阻力变大，在这种情况下MCS能够创建更加适应的运行环境，保障系统稳定有效运行。FSSS属于系统自备的报警系统，通过采集和监测数据，分析和判断DCS管理系统运行环境是否处于良好状态。当发生故障后，FSSS能够做出精准分析，找出发生故障的对应子系统，缩小排查的区域范围，然后向工作人员发送提醒警报。

除此之外，仪表智能管理软件可以实现与现场智能传感器间的通信连接，完成在线远程组态的同时，还能够进行参数设置。由于具有自动标定功能，精度也更有保障。通过对工作中各类误差的计算，生成标定曲线及报告[4]。与此同时，对仪表运行过程中的综合状态进行自动跟踪并实时记录，比如检测是否发生掉电、取压管路堵塞、零位漂移等情况。

阀门智能管理软件支持智能阀门的实现，开展在线组态与调试，自动标定以及开度阶跃测试等工作。全面检测与评估智能阀门的工作状态及性能状况，动态监测是否有卡涩和阀门芯是否有磨损等情况。通过检测评估，有效支持预测性维护工作的实施。

转动设备状态智能管理软件主要是用来检测系统内重要转动设备的运行状态。其中，针对给水泵、送风机等，可采用振动及电机诊断等多种技术来实施检测，监测设备是否有基础松动、轴承磨损以及平衡不佳等情况。识别故障隐患并向工作人员发出警报，为停机检修提供依据与帮助，使隐患在未扩大前便得以消除。

智能化报警软件主要是用以处理和发送故障报警信息，通过对报警信息的收集、统计、分析及预测等，对机组运行的整体状态进行在线监控，做出精准分析和判断，为工作人员日常检修与维护工作等提供指导。

2 设计思路

为保障热工自动化设备的管理系统功能稳定运行，需要具备科学的设计思路，特别是要遵循自动化设计要点，强化整个管理系统的自动化水平。归纳起来，主要有以下三方面。

（1）整个循环水工艺系统的控制。除了LED显示工控机，PLC构成的自动控制系统同样必不可少。具体来讲，针对每台泵配置一套PLC设备，在完成设备的程序组态、逻辑优化以及参数修正之后，能够对所输出信息进行扫描、处理、运算、输出等，满足控制现场设备的工作要求[5]。另外，工作人员通过工作站与PLC设备进行通信，结合数据反馈和分析，来监视并控制循环水系统。

（2）PLC控制系统功能的实现。热工自动化设备管理系统的主要功能就是控制和调整生产过程中的相关参数，以此保障系统始终处于最佳运行状态，确保安全生产。具体来讲，第一，在数据方面，应具备数据的采集与处理功能；第二，在显示方面，要确保工艺流程、测量参数、控制对象状态（参数）都能够在LED画面中显示出来；第三，在记录方面，能完成趋势的记录、报警及工作日志的打印等；第四，在其他方面，可实现数据存储与检索、液位自调节、远程手动单操等功能。

（3）设备选型及相关问题。为保障系统供电的稳定可靠，可配置双路电源供电。厂用电提供两路220 V单相二线制50 Hz的交流电，同时配置双路电源切换装置，以此确保在生产过程中能够根据实际需要来切换电源。

3 系统常见故障的诊断分析与防范措施

3.1 诊断方法

热工自动化设备管理系统的稳定有效运行尤为关键，直接影响电厂设备的安全运行及生产任务的达成等。为确保热工自动化设备管理系统有效运行，就必须要保证系统各部件的稳定可靠。对此，建立与完善监控系统是极为必要的，既能够及时发现潜在隐患，也能够精准判断故障情况并发出指令等，可在故障发生前有效预测，在故障发生后精准诊断。要密切关注易发生故障的部件，如火焰检测装置、热电阻与限位开关、风机振动探头以及线路故障等，当然也需要注意因维护与检修不当而导致故障发生的人为因素[6]。

3.2 原因分析

影响热工自动化设备管理系统可靠性的因素有很多。举例来讲，设计与设备选型不合理，基建安装与调试不规范，检修与维护不到位等，都可能会影响系统的稳定运行，导致控制逻辑发生错误或直接引发故障。除此之外，控制逻辑的合理性、连锁信号定值与延迟时间设置、工作人员技能素养不足等使得保护系统误动作进而引发机组跳闸事件时有发生，也是不容忽视的重要原因。

3.3 防范措施

为尽可能地保障热工自动化设备管理系统稳定可靠运行，就必须要采取行之有效的防范措施，以尽可能地消除安全隐患，减少故障发生几率。归纳来讲，至少有以下五个方面：①工作人员要不断强化自身的工作技能水平和综合素养，更具岗位胜任力，能够及时发现并切实消除系统中的安全隐患及故障，做到有效地分析、排查与整改，得出故障发生的原因，总结工作经验，创新工作方法，维护系统安全有效运行。②要制定并落实严格的规章制度，同时能够根据生产实践及生产需求，做到与时俱进、不断完善，要建立健全人才培训、考核及晋升机制等，全面提高职工的技能水平、职业素养。③要根据本厂配置情况以及实际生产过程中的具体情况，制定应急预案，生成有效的解决办法，确保在事故发生后能够有效应对，将损失和影响降到最低，做到风险可控。④要制定并完善DCS故障发生后的应急处理措施，加强安全对策的研发，生成切实可行的方法策略。⑤要定期组织开展系列专题研讨会，邀请专家或行业好手，分享技能方法及工作经验等，在加强技术交流，提高技能水平的同时，营造良好的学习氛围，基于彼此的激励与带动，强化职业精神。如此一来，既提高了技能水平，也提升了职业素养。

4 系统优化改造的发展展望

我国是一个人口大国，加上社会经济的高速发展，需要有大量的电力去为强化电力供应保障，必须要建设并完善供应系统，而热工自动化设备管理系统建设不可或缺。系统优化的根本思路和方法，就是精准发现并切实消除系统运行过程中存在的问题。比如在设备正式投入生产使用前，就需要做好试用监控，结合数据的调查分析，进行合理调试等，确保所监测的各项数据真实有效，始终处于标准可控的范围之内，以此来消除隐患、避免各类危险事件的发生，减少不必要损失并保障安全生产[7]。另外，热工自动化设备管理系统的完善，根本上还需要在技术研发与应用上用心思、下功夫。其中，特别是在自动化技术方面，应积极求突破、谋发展。

正如上文所述，DCS发生故障的影响较大，同时引发该故障的原因有很多，如何及时排查并修整是重点也是难点。其中，为保障DCS控制器的正常通信，提升抗干扰性很重要。影响或决定抗干扰性的因素也有很多，比如外观设计上是否合理，内在构造上是否科学以及是否采用双绞线设计等。通过优化改造，减少磁场对信号的干扰，同时基于信号保护器的作用，有效屏蔽静电的干扰等。另外，在DCS使用过程中，零部件是否完整以及功能是否良好等也是影响系统稳定的关键要素。在日常生产过程中，相关工作人员应当加强对零部件的检查，及时发现、维修或更换那些出现损坏的部件，排查与消除隐患，防止安全事故发生。除了关注硬件状况，也要注重软件环境的优化改造。具体来讲，要谨慎选择DCS服务器，特别要考虑信息存储的问题。一旦服务器读取硬盘时间变长，说明硬盘中存储的各类数据以及垃圾信息过多，当到达一定程度后，势必会对硬盘造成损害，容易出现服务器卡死等情况。[8]对此，在DCS运行的过程中，应当加强数据的监测与管理，掌握数据的运行状态，根据实际工作需要来处理，避免安全事故发生。

5 结束语

总而言之，在新时期科学技术飞速发展的时代背景下，热工自动化设备管理系统越发复杂庞大，如何确保安全平稳运行尤为关键，而这也是实践工作中的重点与难点。对此，要深入了解热工自动化设备管理系统的技术要点，同时积极推行典型化的设计方法，做好故障诊断并优化防范措施。既要做好设备与技术更新，也要加强人才素养，落实系统稳定以及安全生产的保障措施。■