论提升火电厂DCS控制系统可靠性

摘 要

科技的发展给各行各业带来了新的革命，随着计算机控制技术逐渐完善，自动化管理为火电的发展提供了更多的机遇，火电厂从传统的电气控制进入DCS系统控制时代。DCS控制系统由多台计算机组成，多回路全面控制火电厂的进行，该系统集成了所有处理和运行火电厂的数据，达到自动化的控制状态。

【关键词】火电厂 DCS控制系统 可靠性

在新时期，如何提高能源系统的效率是至关重要的环节，而火力发电技术在我国建设“能源强国”的道路上具有重要的意义，对于火力发电的技术有了越来越高的要求。火电厂要想提高自身机组运行经济性和可靠性，必须采取新型的电气控制模式，DCS系统应运而生。DCS既不完全等同于集中式的控制系统，也不完全等同于分散式的控制系统，他采用高端计算机技术对生产过程的及管理、操作、监管和分散控制等方面进行集中控制。

1 DCS控制系统概述

1.1 DCS基本原理

DCS又称为集散控制系统，是在对传统控制系统缺陷和优势进行改进的一种新型控制系统。构成DCS控制系统的4个部分是：计算机、通讯设备、显示设备以及控制装置，故又称为4C技术。DCS的基础是计算机局域网技术，其运用过程控制级和过程监控机将局域网系统变成一个高效安全的高标准控制系统。根据火电厂的工业特性，将控制系统分为若干独立子系统，根据功能和地理位置分散布置的各个独立分布式处理单元独立完成相应的控制任务。DCS系统的各个部分单独协作，并行控制。

1.2 DCS系统的特点

DCS系统采用传输通信信息的方式是模块化、标准化、信息化和系列化设计，因此而具有很多特点。首先，系统具有开放性的特点，将新增的计算机直接插入系统通信网络或者从系统网络中卸下，可以在完全不影响系统其他计算机工作的前提下改变或者扩充系统的功能；其次，系统具有灵活性特点，可以通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态情况判断系统要测量和控制的信号的连接关系，这样还能任意根据所需组装系统；再次，系统具有可靠性的特点，DCS系统是将系统的控制功能根据位置和能力的不同分配到不同的子系统中去的，且系统具有容错能力，即当某一台计算机出现故障时，并不会影响其他计算机的正常运转，使得系统功能不至于完全丧失。

1.3 DCS系统的必要性

电力系统的不断发展为电气专业的发展带来了新的方式，也就是电气二次专业技术和管理模式，使得火电厂的电气自动化成为一种广泛应用的新型的管理模式。电气专业的发展和进步离不开网络和计算机技术。火电厂的电气专业系统从管理层面来看是相互分开的，这造成了网络和计算机技术应用的障碍，为解决这一障碍，DCS系统被引入火电厂的应用中，使得火电厂的系统更加可靠。合理应用DCS系统，可以很好的将电气运转和电气监控设计成一个整体，可以大幅提高机组的运行状态并对机组进行集中监控。总而言之，使用DCS系统可以大幅度提升火电厂运营的综合控制和自动化水平。

2 提高火电厂DCS可靠性的方法

2.1 把握好DCS控制系统的选型环节

要想提升火电厂DCS的可靠性，很重要的一点是要进行合理的选型。首先，除了要注意了解其他电厂中DCS系统的运营状态外，更需要优先考虑几个类似机组上的运行良好的部分控制系统；其次，选型时一定要确保所选系统的硬件具有足够的可靠性，同时需要运用成熟的技术生产出具备多种功能的硬件，例如可以插拔的硬件等，另一方面DCS要保证足够的运算和存储能力，必须具有性能良好的软件来确保较好的抗干扰能力；再次，DCS必须拥有足够的冗余程度来保证故障不能影响到机组整体的安全性和稳定性；最后，DCS系统的软件应当设计得比较便于维护和扩展且应当具有很好的稳定性，不能出现控制器死机和系统崩溃的情况，另外人机的交互方式良好，可在下载或者修改程序，输入和输出信号和控制器的故障报修都应当报警。

2.2 施工工艺和质量进行严格把关

火电厂的DCS控制系统在安装时应当遵循可靠性的原则，当安装规模较大时，火电厂的安装将面临这较大的安装压力。要想稳定DCS控制系统在火电厂中的应用，应当提高系统的安装水平。需要重点考虑以下几点因素，首先，为避免控制系统干扰火电厂的运行，DCS控制系统安装中需要做好防火的工作，同时应当促进火电厂的可靠性持续发展，杜绝缺陷问题的干扰，规避DCS控制系统安装中的质量风险；其次，为了最大程度的消除系统中的干扰问题，应当提前区分电缆类型，规范屏蔽线的使用，之后才能对火电厂进行DCS控制系统的安装，安装电缆时还要完整标记，确保电缆符合设计图纸；最后，按照规范管理好DCS控制系统中的电子设备，避免受到环境和设备之间的干扰，安装电子设备必须按照火电厂制定的安装计划进行。

2.3 优化程序设计和调试

为了提高DCS控制系统可靠性，必须优化系统组态程序设计，结合保护逻辑连锁的判断依据，在对软件进行保护的同时对硬接线进行合理保护，以保障DCS控制系统可靠性得到有效提高。将开关量和模拟量进行有效组合使得DCS控制系统的程序设计采用三取二保护的机制，不但需要保障DCS控制系统主设备的安全，而且还要避免DCS控制系统产生错误动作。DCS控制系统从在线调整到投入运行再到验收全过程中的多个阶段，都应该确保测试人员和程序设计人员全程协调配合，时刻应当注意组态设计和逻辑控制保护设计的合理性，并联系DCS控制系统容易出现的问题，测试系统时，应仔细测试控制系统的所有回路，做好试验结果和检查记录，及时将发现的问题反映给供应商，并迅速予以解决。

2.4 加强人员管理和培训的力度

对人员进行培训时要做到有的放矢，培训工作以仿真机和实际系统相结合的方式进行。DCS系统如果操作不当，会直接影响系统的软件和硬件性能，继而影响其它设备的经济性和安全性，有必要结合操作人员的建议或意见对DCS控制系统画面进行设计，同时邀请操作人员参与设计过程中的调试阶段，加大力度培训操作人员掌握好DCS控制系统界面操作流程。此外还应当对热控人员进行相关培训，培训时注意结合热控人员文化素质和业务水平的差异，减少人为失误，保证DCS控制系统稳定、安全运行。

3 结语

DCS控制系统在管理控制方面的有着优越的性能而受到人们的广泛关注。要想稳定DCS控制系统的正常运行，保障火电厂高效率工作，必须要求系统的可靠性达到相当高的标准。提高火电厂的DCS控制系统可靠性，营造稳定的环境，保障生产设备高效率运行，有利于提高火电厂的生产能力和经济效益。

参考文献

[1]王淑萍.DCS控制系统可靠性探究[J].科技风，2014（08）：117.

[2]梁农.浅析火电厂DCS控制系统现场调试[J].科技创新与应用，2014（10）：125.

作者单位

天津工业自动化仪表研究所有限公司 天津市 300060