DCS系统在火电厂电气控制方面的应用

辛玉欣

摘 要：DCS系统又称集散控制系统，主要以微处理为基础，采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式，在电力、石化等行业中有的广泛的应用，给人们的生活带来了很大的便利。本文通过对DCS系统特点的介绍，探究火电厂电气控制系统应用DCS系统的原因，给出其应用的注意事项，保证DCS系统的应用更加合理。

关键词：DCS系统 火电厂 电气控制系统 应用

中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（a）-0038-02

随着火电厂集控运行和单元机组综合自动化水平的提高，DCS系统在火电厂电气系统中的结构越来越成熟，可以实现整个机组的一体化监控，对于DCS系统在火电厂中的应用设计需要考虑多方面的因素，从其功能、性能、使用习惯等方面进行研究，提高DCS系统的应用质量，促进电气系统运行的安全可靠。

1 DCS系统的特点介绍

1.1 可靠性很高

DCS系统的控制功能并不集中在一台计算机上，而是通过各台计算机来实现，容错设计的结构使得DCS系统的可靠性更高，不会因为一台计算机出现故障而导致整个系统的崩溃。加之，由于任务的分散，每台计算机所承担的任务都比较单一，可以做到有针对性地实现系统需要，根据要求进行功能结构的设计，使得每台计算机的可靠性也大大提高。

1.2 开放性较广

DCS系统具有模块化、开放化、标准化的特点，在设计过程中，每台计算机采用局域网的方式来实现通信、实现信息传输，如果电气系统需要进行功能的扩展或者改变，那么可以通过将新增计算机接入系统信息网活着而从系统中卸除，对于其他系统工作不会造成影响，所以，DCS系统具有很高的开放性。

1.3 系统运行灵活

DCS系统的整个结构是根据不同的流程应用对象进行软硬件的组合，也就是说DCS系统必须经过测量与控制信号以及相互连接建立关系，从控制算法库中选择合适的控制规律进行应用，从图形库调用相关的基本图形组成所需要的监控画面，可以更加方便地构成所需要的控制系统，整个系统的运行以实际需要为准，灵活多样，可以极大地满足电气控制系统的运行要求。

2 火电厂电气控制应用DCS系统的原因

2.1 使得电气系统的运行监控能力得到提升

当前，很多火电厂的电气控制系统的重要运行参数和状态已经进入DCS系统中，可以做到CRT画面提示、越限报警、记录的打印与输出，整个电气系统的运行已建立起基本的运行体系。但是，很多运行参数的考量仍采用盘台装的模拟或者数字仪表和信号灯显示，使得系统运行的可靠性并不强，所以，接入DCS系统是为了提高运行监控能力，使得对于整个机组的运行情况进行深入的掌握，弥补传统电气系统需要专人操作的不足，使得操作的适时性增强，误差减小，DCS系统的全自动运行可以保证整个机组的监控水平。

2.2 使得电气控制系统的可靠性更高

首先，DCS系统本身具有极高的可靠性，可以用配置冗余的控制系统代替原有的固态逻辑和继电器，使得系统运行的可靠性增强。此外，还可以将很多操作终端进行省略，可以去除由硬接线、开关、按钮等引起的故障，使得系统运行更加稳定安全。还可以通过系统内部的联动逻辑，设置操作闭锁逻辑和操作准许检查逻辑，使得人为误差大大降低，从而提高系统的可靠性。

2.3 可以使得电气系统做到完全集控运行

由于DCS系统的应用开放性和灵活性很高，所以，对于整个电气系统的操作、监控都可以掌握，与整个机组实现联动，运行人员可以在任何一个终端对整个系统的运行情况进性掌握，使得整个DCS系统可以实现完全集控运行。

3 电气系统运行的控制项目

3.1 对电气系统的测量

電气系统的测量包括电流、电压的测量以及其他电量的监控，状态测量如果只有开关的辅助接点，那么其控制对象为断路器、开关、接触器，直接发生作用的则是电磁线圈，整个电流线圈交叉在交流回路中，要求系统有很强的抗干扰能力，尤其是二次运算处理时，必须保证数据的准确可靠。目前来看，DCS系统只能接收变送器的信号。

3.2 对电气参量变化情况的掌握

电气参量的变化速度和异常状态的发展速度在DCS系统中的保护状态是ms级的，对于保护、连锁系统的逻辑运算也有很高的要求，所以，电气系统对自动化装置的信号采集和运算处理速度也有很高的要求，DCS系统要想达到这样的要求，就必须加快局部过程控制站的处理速度，但是一定程度上也会对其他功能的实现造成影响。

3.3 电气系统运行过程中的操作

在电气系统的运行过程中操作量非常少，参数调节也很少，所以，运行过程中的异常状态都是由保护装置自动处理的，在运用DCS系统时对其操作效率并没有太高的要求，速度相应要求也不高，但是要求其操作必须准确无误。

4 DCS系统在火电厂电气控制中应用的注意事项

4.1 对于系统设计的配合问题的满足

传统的DCS系统设计要求结构、容量和规模都必须是专业的，大多数工作由热控专业完成，涉及电气专业与热控专业的配合情况非常少，部分电气量进入DCS系统后，由电气专业设计变送器来进行电量的传输，在将DCS系统应用于电气控制系统之后，一部分逻辑功能就需要在DCS中完成，对于逻辑性强的设计需要两大专业进行配合才能完成，在进行系统的设计时还应该深入了解其特点，对于实际过程中的运行情况进行掌握，使得DCS系统的硬件和软件系统的配置更加合理。

4.2 电气控制功能的合理分配

电气系统的控制功能包括控制逻辑、参数设置等，在完成一次调试之后需要进行重复的工作很少，在很长时间内不会进行重新设计，所以，在进行DCS系统接入电气系统时就应该对其控制功能的分配进行合理规划，如果电气控制和热工控制设计在同一控制站中，那么其数据的修改就会影响整个系统的运行，所以，在进行设计时应该重点关注这一问题。DCS系统在安装过程中无法运行，因此，在安装时应该对其进行考虑，保证局部提前带电，可以临时投入运行。

4.3 对于系统装置时钟的配合问题

DCS系统属于微处理系统，整个机组的微处理器和数字装置的组合很多，每一个独立的装置都有自己的时钟，所以，在进行设计时应该对每一个独立系统的时钟进行研究，保证系统之间的协调运转，制定相关的对接办法，及时处理过程中的特殊情况，否则就会造成时标信息的紊乱。

4.4 系统调试问题的研究

调试工作也是DCS系统工作的重点，接入DCS系统使得电气热控的配合工作增加，使得调试的分工、配合、技术重点等都会出现差异，以前的热控系统由专人直接负责，对其掌握比较清楚，可以极大地避免失误，将DCS系统应用于电气控制系统中后，由系统直接控制，使得人员对电气系统不熟悉，难以做到两者的完美配合。此外，DCS系统中的信息大多是由通信的方式完成传输，为了保证整个系统的稳定高效，必须保证整体系统的信息传输准确，对于发送量和信息优先级别等进行控制，保证信息不会出现丢失等情况。

5 结语

经过严谨的调查研究对DCS系统的应用的整个过程进行分析，使得其在电气控制系统中的应用更加科学，极大地提高了电气控制的运行监控能力和水平，使得电气系统运行的可靠性和安全性都能得到保证，在激烈的市场竞争中，必须保障系统运行的良好状态，才能增加家企业效益，促进火电厂的发展，对于能源可持续利用也有着很大的推动作用。

参考文献

[1] 李文，梁庚.基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的改造及应用[J].电气应用，2012（1）：63-67.

[2] 段雅，白寅凯.DCS系统在火电厂电气控制方面的应用探讨[J].民营科技，2015（10）：35.

[3] 朱月涌.电气系统控制纳入分散控制系统的研究[J].国网技术学院学报，1999（4）：7-9.

[4] 崔志强，杨忠彪.DCS系统在火电厂电气控制方面的应用[J].沈阳工程学院学报：自然科学版，2007，3（1）：58-60.

[5] 郭瑞萍，柳龙.DCS系统在火电厂电气控制方面的应用探讨[J].科技创新与应用，2013（26）：165.endprint