火力发电厂DCS自动化技术的应用现状探析

许文强

摘 要：随着自动化技术的快速发展，DCS控制系统已经被广泛应用，并具备了一定的实践经验。当前国内电厂热工自动化控制为电力事业的发展提供了重要的基础和保障。它在应用中极大的提高和促进了设备的利用性和可靠性，本文概述了火电厂热工自动化的应用现状，并对DCS 应用发展进行了探讨分析。

关键词：电力；DCS；热工；自动化；智能化；应用；发展

一、火电厂热工自动化的概述

火电厂热工自动化指的是对各种信息的处理都能够实现自动化控制、自动化报警和自动保护要求，在不需要人工控制或者无人直接参与的情况下通过自动化仪表和自动化控制装置完成火电厂热力参数的控制与测量。热工自动化控制在火电厂的应用使得热工设备安全得到了充分保障，大大降低了火电厂工作人员的劳动强度，还提高了机组的工作效率和经济性，从而改善了工作条件和工作环境。它的有效使用可以大大提高现代化企业发展水平。

二、火电厂热工自动化应用现状

DCS是一种区别于传统集中控制的新型控制系统，又可以叫集散控制系统。它是通过传统的计算机控制系统在使用中所发现的缺陷与优势所发展产生的。又被称之为4C 技术，其主要构成部分有：计算机，通讯，显示以及控制。是基于微型计算机中的局域网的基础上运行发展的，是以局域网为纽带，将其变为一个安全，实效的高标准控制系统，其中包含过程控制级和过程监控级。

近年来，电力生产中DCS得到了广泛的应用，尤其300MW及以上容量机组的热工控制已全面采用DCS控制系统，逐步形成了数据采集DAS、模拟量控制MCS、顺序控制SCS、燃烧器管理BMS4大系统，在汽机、锅炉等热力设备的顺序控制、数据采集以及炉膛安全监控等方面取得了成功的经验，提高了电厂自动化水平和机组运行的安全性、经济性。

火电厂热工自动化控制作为一项现代化的控制技术，有着广阔的发展前景，随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高，火电厂发电已成为电力输送系统的重要组成部分。目前火电厂热工自动化已经得到了长足的进步。DCS系统提高了热工自动化水平，改善了机组运行环境，减少了工人劳动强度，便于热控设备的维护管理，特别是DCS系统解决了集中控制系统的致命弱点——故障集中。DCS的最大优点是故障分散，采用了大量的微处理器，使各个微处理器承担一个范围较小地域控制任务，在控制策略的改进、历史趋势的记录及事故的分析方面优势明。

三、引起DCS系统故障的原因的分析及其预防措施

（一）系统不能完全做到在线修改，无扰动下装

系统兼有增量及全局编译功能，增量编译只对部分修改有效，但有些修改必须用全局编译，如硬件配置、目标配置、任务配置等，而全局下装实质是对控制器复位，即现场所有的电机停转、调节阀关闭等，整个装置停止运行，其实质也就是不能完全做到在线修改，无扰动下装。

（二）上位机与控制器无法通信问题

通过装置停运时多次在上位机与控制器之间进行通信试验发现：Facview运行时，尽量不要登录Conmaker，否则易导致通信中断。同时检查两个主控单元之间Arcnet通信网络，实现其冗余配置，这样通信问题明显减少。即使出现上位机与控制器通信不上的问题，采用切换控制器的方法，同样不会影响到装置的正常运行。

（三）系统失电后，控制器死机

表明控制器并没有完全达到冗余备用，控制器存储方式是以随机存储方式RAM形式而非E2PROM。其实这是用户初次使用这套系统时存在的误区：FB121DP主站卡的DIP7号开关设置未拨为ON，使控制器存储方式选择E2PROM。同时为减少瞬间失电的可能，从马达控制中心（MCC）UPS柜拉两根电缆至中央控制室DCS仪表盘主控单元，确保DCS系统不问断供电：将DCS仪表盘24VDC电源并联供电确保稳压。即对目标设置中存储器的划分进行了定量的修改，这样系统即使有停电的可能，程序也不会丢失。采用上述方案，可解决控制器死机问题。

（四）电源引入的干扰造成热工控制系统故障

DCS系统电源应该有冗余，各路配电模件应该有独立的截峰二极管（过压）、自动断路器（过流）等保护。DCS供电要尽量来自负荷变化小的电源。要严格防止强电通过端子排线路串入24VDC供电回路，并定期检查机柜电源系统是否正常、供电电压是否在规定范围内、系统接地是否可靠、良好、线路绝缘是否合格，停、送电按要求程序执行。此外，为保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的安全可靠性。UPS具有较强的干扰隔离性能，是DCS控制理想电源。

（五）电源风扇和柜顶风扇必须正常运转

电源风扇和柜顶风扇的正常运转是保证DPU正常运转的必要条件。另外环境卫生也不可忽视，如粉尘过大，就会侵入设备内部造成芯片散热差、元件绝缘下降等。

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，目前国内外已有在电厂采用现场总线的工程业绩，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。

五、结语

近年来，随着国内电厂热工控制系统建设事业的快速发展，DCS控制系统以其自身的优势，不仅在电厂热控中得到了有效的应用，而且在各行各业中也得到了广泛的运用，不仅可以实现热控目的，而且还可以有效降低生产成本，应用前景非常的广泛。随着在实践中的不断创新与改进，DCS控制系统将会更好的为电厂热工控制服务。

参考文献：

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