浅谈火力发电厂DCS自动化技术的应用现状

古一朋

摘要：火力发电是现代电力生产中的最主要的一种形式，且火力发电厂运行系统多而且复杂，各系统之间既要协调运行又要对负荷变化具有很强的适应能力。因此，有效对火力发电厂运行进行控制是非常有必要的。目前，火力发电厂所使用的火电机普遍采用的是DCS，因为DCS系统能够给电厂的安全生产与经济效益方面带来很大的作用，热工自动化系统的发展趋势是高速化、智能化、一体化和透明化。

关键词：火力发电厂;DCS;自动化技术：应用

引言

近些年来，在国内大型火力发电厂的自动化控制的方面，DCS以及PLC的技术得到快速的发展，DCS是电力系统之中得到最广泛及应用的控制系统。DCS具有方便的组态软件、丰富的控制算法、其高度的可靠性以及开放的联网能力这些优点，DCS成为控制系统发展的趋势，当前已经占领了机、炉主控的领域之中。DCS（DistributedControlSystems）主要指的是分布式控制的系统，当前在较多的生产企业之中得到了广泛深入的应用，在这之中以大型的同时，需要对于生产过程之中进行实时监控的企业当做主要的应用环境。

一、火力发电厂DCS自动化技术的应用

（一）电气监控系统的构成

（1）站控层

站控层的后台为双操作员工作站冗余配置，可以实现对全厂电气设备的实时监控，并自动生成相关报表;配置一台工程师站，其主要作用是进行系统的日常维护与管理，并进行故障录波分析，工程师站也可以兼作操作票專家系统工作站用。所配置的操作屏具备三屏合一的作用，所谓“三屏”即为五防模拟屏、信号返回屏以及智能手操屏等，其可以有效提高监控过程中的可靠性与直观性。系统具备遥控操作与手动操作等多种操作方式，遥控操作可用于后台机及综合操作屏，而手动操作主要应用于保护测控屏与开关柜等。整个站控层采用开放式结构，双以太网结构，大大提高了接口的灵活性。系统进行规约转换与数据通讯时，通讯管理机与DCS系统、相关智能设备接口。

（2）间隔层

间隔层包括一些智能电气设备，比如发变组保护、常用电综合保护装置以及马达控制器等，其主要作用是对电气系统的现场信息进行采集、保护及控制，并具备通信功能。具体而言，间隔层包括以嵌入式软硬件技术开发出来的智能装置，比如厂用电高压系统系列保护测控装置、厂用电低压系统系列智能控制器与测控设备、厂用电源快速切换设备、低压备用自投设备、自动准同期控制设备、小电流接地选线设备以及直流接地选线设备等等。

（二）火力发电厂设备保护中电气自动化的应用

利用电气自动化技术可以对火力发电厂的设备进行以下几个方面的保护：首先，联锁保护，因为火力发电厂在运行过程中会遇到一些不可预见的突发事件，会对电力系统的正常运行产生直接影响，所以利用自动化技术可以有效实现设备之间的联锁保护，当机电设备发生故障时可以及时切断路闸，隔断发生问题的设备，以免电力系统中其它设备或整个系统受到影响。其次，继电保护，火力发电厂计算机系统连接继电器，可以对电厂的继电运行进行自动控制，其主要是参照电气参量、热工参数的限制对设备状态构成保护回路;再次，装置保护，该保护主要针对各种名目的保护装置而设定的，在火力发电厂生产过程中可能涉及到各类电动类、机械类的保护装置，利用电气自动化技术可色实现这些保护装置的有效搭配，保证相关保护措的有效性;最后，防雷保护，基于自动化的运行模式中，采用防雷器可以有效提高火力发电厂生产过程中的抗雷击能力，将雷击灾害所带来的损失降至最低。

二、提高电厂热工自动化水平

（一）改善与创新

为确保电厂热工自动化技术的稳步发展，提升和创新其水平是关键问题。下面从三个方面来讲解了改善和创新热工自动化技术的方法。第一，为使电厂热工自动化技术得到优化，使其能够正常运行和发展，引进一些相关的国内外先进控制软件是必不可少的，以此使热工自动化技术在先进

软件的帮助下，能达到更高的水平和效率。第二，为了能够使热工自动化得到集成化发展，使其运行状态能够在全面监控的条件下实施，所以增强单元控制是十分关键。因为增强单元控制能够改变以往的电子元件的控制形式，从而提升电厂热工自动化运行效率。第三，为了使热工自动化技术能够得出长远的发展，创新其技术尤为重要。因此智能化单元机组是关键问题。所以，在热工自动化水平提升过程中，将功能性仪表与热工自动化技术结合起来以实现其智能化，将其特点展现出来，是现如今的重要问题。

（二）维护运用计算机网络

对引进后的电厂热工自动化技术进行监控，对其系统故障做出判断，定时对系统做出维护，以此来减少运行过程中出现的问题。与此同时，运用计算机网络也能够实施维护信息的实时跟踪，以此对其信息进行归纳分析，以实现程序的有序衔接，从而提升电厂热工自动化技术水平的运行效率和工作质量。

三、DCS系统的特征分析

一般来说，一个完整同时对于环境使用的DCS系统需要在实时、可靠、友好以及可扩展这几个方面来作出表率。DCS系统应该是对于全部生产环境的监控，所以在实时性之上应该对其进行完备，对与之相关的工作状况实现做跟踪以及获取。为了可以有效实现在生产过程之中的控制，还应该加强DCS系统可靠性的建设，应该在建设的过程之中注重它的稳定性，在使用的过程之中应该及时更新与之相应的操作系统基础，一旦系统还需要同外网相联系的话，还应该做好防火墙的建设，但一般而言不建议DCS系统同企业之内的办公系统与之联系或者同外部网络二者相连。除此以外，DCS还应该为用户提供有关的服务，所以必须考虑到系统对于用户界面友好的程度。有关的人员对其进行操作之时就可以及时的发现问题。

四、DCS发展趋势

DCS仍是当前工业自动化系统应用及选型的主流，发展至今已相当成熟和实用，不会随着现场总线技术的出现而立即退出控制的舞台。而现场仪表标准之战结束后，就会进入工程实践阶段，形成多种总线并存的局面。现场总线技术主动融入DCS系统中，已经得到工程实践的考验，并形成共识。目前国内外已有在电厂采用现场总线的工程业绩。与信息技术（IT）融合。按照COTS的原则，为了提高太网技术，就需要采用快速的厂级系统网络进行架构。系统功能安全技术已经成为实际流程工业的自控工业中必不可少的一部分，安全仪表系统和流程工业安全完整性等级认证体系也在逐渐形成。EDDL设备所描述语言和系统集成技术在此基础上都会形成基础自动化的不可分割的一部分，而且逐渐以扩大资产管理的范围进行着。目前资产管理系统在世界上已应用了1000多套，全生命周期的企业资产管理和工程管理的理念也在形成。管控一体化和仪控、电控一体化正在统一构架下逐步实施，并逐步实现基础自动化与企业信息管理的无缝集成。

结束语

总而言之，因为近些年来DCS的逐渐的发展，使得分布式控制系统的技术障碍得到解决，可以提供比较先进的运行平台，同时也已经有了比较好的开关量顺序控制功能和较强的抗干扰能力，为了使得人机界面环境得到统一、减少业主大量的工程工作量以及备品备件、并且使得运行费用，培训费用及维护费用降低、使得控制系统的完整性以及可靠性获得大幅的提高，可以给电厂的减人增效以及安全、经济运行营造一定的条件，所以，在大型火力发电厂使用分散控制系统是一个比较合适的选择。

参考文献：

[1]姚利.探析电气自动化技术在火力发电厂中的应用[J].2021（2016-23）：201-.

[2]张俊鹤.DCS在大型火力发电厂的应用[J].2021（2015-5）：83-83.