探析火電廠熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展

1、    探析火電廠熱工自動(dòng)化dcs控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展    馬超【摘要】熱工自動(dòng)化控制是火電廠基本的發(fā)展趨勢。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)不斷進(jìn)步，熱工自動(dòng)化控制與我國電力發(fā)展之間的聯(lián)系日益緊密，并已成為我國火電廠生產(chǎn)能力的主要推動(dòng)力量。并且火電廠熱工儀表的自動(dòng)化控制是火力發(fā)電廠系統(tǒng)中的重要組成部分，它在應(yīng)用中極大的提高和促進(jìn)了設(shè)備的利用性和可靠性。本文概述了火電廠熱工自動(dòng)化，簡述了火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀，對dcs 應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行了探討分析。【關(guān)鍵詞】火電廠；熱工自動(dòng)化；dcs系統(tǒng)；應(yīng)用發(fā)展一.火電廠熱工自動(dòng)化的概述火電廠熱工自動(dòng)化指的是對各種信息的處理都能夠?qū)?/p>

2、現(xiàn)自動(dòng)化控制、自動(dòng)化報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)要求，在不需要人工控制或者無人直接參與的情況下通過自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制裝置完成火電廠熱力參數(shù)的控制與測量。熱工自動(dòng)化控制在火電廠的應(yīng)用使得熱工設(shè)備安全得到了充分保障，大大降低了火電廠工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還提高了機(jī)組的工作效率和經(jīng)濟(jì)性，從而改善了工作條件和工作環(huán)境。它的有效使用可以大大提高現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展水平。二.火電廠熱工自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀火電廠熱工自動(dòng)化控制作為一項(xiàng)現(xiàn)代化的控制技術(shù)，有著廣闊的發(fā)展前景，隨著世界高科技的飛速發(fā)展和我國機(jī)組容量的快速提高，火電廠發(fā)電已成為電力輸送系統(tǒng)的重要組成部分。目前火電廠熱工自動(dòng)化已經(jīng)得到了長足的進(jìn)步。組裝儀表已經(jīng)向現(xiàn)在的數(shù)字儀

3、表發(fā)展，系統(tǒng)控制設(shè)備也提升到了新的檔次，一些機(jī)組有專門的小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)督和控制，配以crt 顯示，監(jiān)控水平較以前大大提高；在局部應(yīng)用控制與熱工保護(hù)方面都取得了良好的效果；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的采用是大型火電機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)展的另一重要特點(diǎn)，我國的大型發(fā)電機(jī)組和引進(jìn)的發(fā)電機(jī)組都使用了注意控制系統(tǒng)。這一系列的進(jìn)步都使我國的電廠熱工自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的高速發(fā)展。自動(dòng)化是現(xiàn)階段各企業(yè)單位發(fā)展探索的主要方向。在電力企業(yè)中，熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用為電力事業(yè)提供了有效的發(fā)展平臺，是在火力發(fā)電的道路中慢慢發(fā)展而來的。熱工自動(dòng)化在目前主要包括自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)四個(gè)方面。自動(dòng)檢測、自動(dòng)檢測是熱力過程中溫度、

4、壓力、流量、成份和液位等熱工參數(shù)的測量是采用自動(dòng)化儀表獨(dú)立完成，不需要工作人員直接參與控制之中。自動(dòng)檢測的應(yīng)用可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)火電廠工作中存在的各種不足和問題，并且對火電廠機(jī)組的運(yùn)行情況及時(shí)調(diào)整。自動(dòng)控制是應(yīng)用自動(dòng)控制裝置視線火電廠機(jī)組中某些過程和設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行和調(diào)節(jié)，確保機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。自動(dòng)報(bào)警指的是在無人控制的情況下對機(jī)組運(yùn)行中偏離參數(shù)控制情況下提示工作人員進(jìn)行調(diào)整和糾正，以便發(fā)生重大的故障和事故。自動(dòng)保護(hù)是熱工參數(shù)超過限定值或者相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行條件無法滿足設(shè)計(jì)要求的時(shí)候應(yīng)當(dāng)對機(jī)組設(shè)備進(jìn)行自我修復(fù)和控制，或者采取終止工作，避免事故的擴(kuò)大和損傷。三、dcs 的應(yīng)用及其發(fā)展dcs是一種區(qū)別

5、于傳統(tǒng)集中控制的新型控制系統(tǒng)，又可以叫集散控制系統(tǒng)。它是通過傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在使用中所發(fā)現(xiàn)的缺陷與優(yōu)勢所發(fā)展產(chǎn)生的。又被稱之為4c 技術(shù)，其主要構(gòu)成部分有：計(jì)算機(jī)，通訊，顯示以及控制。是基于微型計(jì)算機(jī)中的局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上運(yùn)行發(fā)展的，是以局域網(wǎng)為紐帶，將其變?yōu)橐粋€(gè)安全，實(shí)效的高標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)，其中包含過程控制級和過程監(jiān)控級。1、eic綜合技術(shù)。在以前，電氣控制裝置e（eleetric）、儀表控制裝置i（instrument）和計(jì)算機(jī)控制裝置o（computer）都是彼此獨(dú)立的裝置，采取分別安裝的方式。在現(xiàn)代科技的支持下，國家開展了eic 綜合技術(shù)運(yùn)用，將這三種裝置結(jié)合起來，并由dcs 進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)

6、劃和完成，這是dcs 的未來發(fā)展方向。為了讓這個(gè)目標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)，對該綜合系統(tǒng)起到控制力的分布系統(tǒng)應(yīng)具有相應(yīng)的控制能力，即需要配套的硬件、軟件支持，同時(shí)還需要適合綜合系統(tǒng)組的編碼。2、過程控制儀表。隨著dcs 的廣泛使用，常規(guī)的控制儀器的使用范圍大大縮小，特別是中央控制室的btg盤上所裝設(shè)的指示儀表和記錄儀表的使用更是急速下降。目前在300mw以上大型機(jī)組上設(shè)置的儀器表已經(jīng)縮小到29 塊，并且不再安裝記錄表。隨著大屏幕igs 的應(yīng)用，現(xiàn)代中央控制室將不再使用儀表盤。國外在這項(xiàng)技術(shù)的使用上已經(jīng)有了一定經(jīng)驗(yàn)，今后過程控制儀表的主要發(fā)展趨勢是在fb 支持下使用各種智能變送器和智能執(zhí)行器，這些裝置不但可以

7、實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的互補(bǔ)，還可以往設(shè)備運(yùn)行中以及停止運(yùn)行時(shí)檢查到出現(xiàn)在系統(tǒng)中的問題，為儀器運(yùn)行提供了一個(gè)安全穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。現(xiàn)代社會的發(fā)展越來越注重環(huán)境的保護(hù)，各種先進(jìn)的監(jiān)控發(fā)電廠污染物排放量的儀器日益增加，但這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高昂，在實(shí)際使用和維護(hù)中都非常困難，同時(shí)，由于是新型技術(shù)，現(xiàn)階段還缺乏相應(yīng)的技術(shù)人才，這些都影響了設(shè)備的使用，不但浪費(fèi)了國家的資金和人力，還會對環(huán)境造成威脅。3、采用自律分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。自律分布控制系統(tǒng)是現(xiàn)代火電廠熱工發(fā)展中的一項(xiàng)重要控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以同時(shí)滿足自律可控性和自律可協(xié)調(diào)性的系統(tǒng)。所謂“自律可控性”是指如果在該系統(tǒng)中的任何一個(gè)部件系統(tǒng)出現(xiàn)問題，那么其余的系

8、統(tǒng)就能在自我保護(hù)的基礎(chǔ)上對自身的系統(tǒng)進(jìn)行控制，而“自律可協(xié)調(diào)性”是指任何系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，企業(yè)的系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)控制自身的工作狀態(tài)，并在工作中互相協(xié)調(diào)。自律dcs 與現(xiàn)有dcs 有以下差別：現(xiàn)有的dcs 主要有兩種類型，即層次分布型系統(tǒng)與水平分布型系統(tǒng)。當(dāng)前者的上位子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，下位子系統(tǒng)無法實(shí)施調(diào)節(jié)，但下位子系統(tǒng)可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行局部控制，具有自律控制性，但缺乏協(xié)調(diào)性；后者的部分子系統(tǒng)停止工作時(shí)，其余的系統(tǒng)可以繼續(xù)工作，子系統(tǒng)的問題并不影響其余系統(tǒng)的工作狀態(tài)，但在這種情況下，系統(tǒng)彼此之間無法交換信息，無法實(shí)現(xiàn)彼此控制，所以，它具備協(xié)調(diào)性，缺乏控制性；而在傳統(tǒng)的集中式系統(tǒng)中，由于只有一個(gè)控制器

9、，因此它既無自律可控性，也無自律可協(xié)調(diào)性.4、現(xiàn)場總線。采用現(xiàn)場總線fb 也是dcs 未來的發(fā)展方向。fb 是由dcs 所控制一條通信線路，它能排除干擾和免受不良影響。采用fb 可將現(xiàn)場的所有智能設(shè)備，如智能變送器和智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)全部統(tǒng)一連接到fb上。不僅減少了控制電纜的數(shù)量，還能減少因長線傳輸導(dǎo)致的信號不良和信號差異等問題。使用fb 后，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有有機(jī)的系統(tǒng)分散管理和運(yùn)行，加強(qiáng)現(xiàn)場設(shè)備智能化運(yùn)行，對發(fā)電控制設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)都起到了積極作用。結(jié)束語熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展是高速化、智能化、透明化和一體化趨勢。在火電廠，對故障信息的處理與充分利用是發(fā)掘熱工故障診斷與故障預(yù)測的基礎(chǔ)，現(xiàn)場總線的應(yīng)用為熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了拓展空間。近幾年，科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展促使了熱工自動(dòng)化控制的改善，一方面作為機(jī)組最為主要的dcs 系統(tǒng)在控制結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了巨大的變化，另外，隨著火電廠監(jiān)控和管理系統(tǒng)的提高以及現(xiàn)