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1、探讨汽轮机系统中DCS控制技术的应用【摘要】随着当代社会经济的迅猛发展，我国科技水平也不断在提 高，目前我国的汽轮水平正在慢慢提升的过程中，然而在汽轮系统中仍然 存在着众多问题。问题存在于多方血，主要包括汽轮机中的引风控制、给 水控制、除氧器控制等问题。而汽轮机作为热电厂的关键动力设备，也具 有转速高等突出特点，随着当代热控设备的不断提升，众多机组的汽轮机 系统都采用了 DCS控制技术，也就是集散型控制系统。本文作者主要针对 汽轮机的集散型控制系统的设计展开阐述,希望能够得到广大控制技术研 究者的肯定。【关键词】汽轮机系统；DCS控制技术；应用DCS控制技术乂称为分散控制系统或集散型控制系统，
2、在热控设备相 关控制技术不断提升的背景Z下，众多由自动化改造的热控机组纷纷采用 TDCS控制技术，相对传统汽轮机的运行规程来说，该控制技术安全性相 对较高，具有较强的适应性和应用能力，更利于控制和管理汽轮机的运作, 该控制技术的成功运用也进一步实现了对生产过程中的集中管理和操作 的目标，为全面促进我国工业生产水平的提高奠定了坚实的基础。1 DCS控制方式的设计理念在以汽轮发电机作为载体的汽轮机系统中，蒸汽的温度和压力的要求被大幅提升。要想汽轮发电机不出现损坏现象而导致工作效率变低，就要 对汽轮机做出一定程度上的控制。针对以上可能会出现的问题，作者提出 了相应的解决方案，即在DCS控制技术中汽轮
3、机对于燃烧可进行自我调节 的系统设置，其主要控制作用为：（1）将压力范围设置好：90%04%,蒸 汽床力便会自动控制在限定的耍求范围之内，另外,系统的进炉煤气量得 到有效控制，不再依赖运作人员的经验，都可以得到很好的自我调节。（2） 对于调节控制的结果，汽轮机系统中有明确的提示：系统在经过负荷变化 时，把烟气含氧量准确控制在2%4%之间；当煤气压力低于3000Pa时， 炉膛负压的控制值精确到2030Pa之间。这种情况下，系统会根据炉内 测量到的含氧量对引风机和送风机进行全面自动的调节，从而确保以上信 息的准确性。汽轮机系统的主体结构及应用改造分析：本次应用研究主要针对某一个工程实例进行分析，该
4、工程控制系统中 采用的基础设备为美国GE公司的型号为S109FA的单轴燃气发电机，不仅 为目前最先进的发电设备，还能够对能源进行循环利用，具有节能减排的 功能。自机组投入运行开始，就经常发生机组跳闸事件，由于控制系统的不 够完善，严重影响了整个机组运营工作的正常进行，经过近些年研究人员 对控制技术的不断研发和企业对新型控制技术的不断引进，现有的DCS控 制系统在作出一定的改良之后，其性能也有了较大提升。（1）在执行机构优化前，机组的低压给水调门主要使用气开式执行 机构，在实际工作状态中，阀门控制器进水受潮或者失电以及丢失仪用气 源，给水调门关闭，但是又因为低压给水调门处于炉顶30米处，难以迅
5、速恢复仪用气源，因此低压汽包水位容易出现跳闸，以防出现跳闸现象， 就要将执行机构改成气关式机构，这种机构的好处在于当仪用气源完全失 去时，给水调门会自动打开，这时，工作人员就可以机组的仪用气源进行 调理和对低压气泡水位进行手动调整，一方面保证机组出现错误次数减 少，另一方面也为故障处理提供了充足的时间。（2）机组的供气管道的控制方式在改进前都是利用常闭式触点控制, 该控制方法经常因为电磁阀失电导致阀门关闭，从而无法给机组供应燃 料，为解决这一问题，相关部门将阀门控制模式改为了阀门气管路开关互 换模式，原木为输出卡件继电器改成了 DCS常开触点，以保证机组在运行 途中信号能够正常接收，一方面延长
6、了电磁阀的使用时间，方面也大大提 高了机组运行的可靠性和安全性。2关于汽轮机系统的控制装置2.1集散型控制技术（见图1）图1 DCS系统中电机控制原理图（1）由于要保证系统的安全性和可靠性，DCS的I/O模块对供电装置 有明确的要求，必须全部采用DC24V对其进行供电，另外安全起见，I/O 模块的每个通道必须要经过继电装置的隔离，确认隔离成功之后，才能控 制电磁阀等受控制的设备，以保证系统工作顺利开展。（2）按照电热拔插的设计要求，各个模块会相对应安装SM电热插板 上，电热插拔底板的型号为6ES7195-7HB00-0XA0,安装人员也必须记清楚, 不能将其与其他型号混淆，后续工作中也会随时更
7、换模块，而以上工作的 顺利进行是保证在更换模块时不影响到其余模块正常工作的条件。（3）因I/O模块的特殊性，对于其每个通道的隔离采用了特有的光 电隔离，为确保工作的完整性，工作人员在工作过程中要时刻警醒自己， 以免作业途中出现误差。（4）有较强的报警装置，保证每个故障都能被正确检测并上报至人 机界面，这里要注意检测的是每个AI信号的开路或者短路故障。只有每 一个微小故障被检测并加以修正，系统的后续工作才能更好的进行。（5）系统不仅要对热电阻进行信号的输送，正确连接四线制也十分 的关键，模板能够利用TC-以及TC+产生的恒定电流用来弥补测量电缆中 存在的电压降，以达到系统正常运转的目标。2.2配
8、电控制系统作者从以下三个方面展开分析：（1）想要确保计算机的硬盘或其他软件不出现损坏，电磁阀和监控 仪表的维护与运行是必须重视的环节，这就决定了控制回路的电源高要 求，必须要采用时间延长的UPS供电系统对其进行供电，以保证工作过程 中不出现停电等现象。（2）为确保工作的顺利开展，将机器短路故障控制到最小范围内， 就要严格按照子系统进行小型空气开关设置和熔断器设置，这样，控制回 路的电源才有可能不出现短路故障的现象，防患于未然，这样的配电系统 的安装对整个系统来说十分有必要，因其自动性的特点，不仅减少了工作 人员在查找短路故障上浪费的时间，又直接将短路故障带来的损失最小 化，而对于生产的安全性来
9、说，也是必不可少的配置。3结束语随着机械产业的飞速发展，间接带动了 DCS控制技术迈出新的步伐，为了确保生产工作与系统控制技术更加紧密的结合，DCS控制技术的成功 运用也实现了汽轮机系统更完善化的目标。正因为DCS控制系统在工业安 全生产中所占的地位Z重，也决定了研究人员一致的研究方向。今后在不 断探索控制技术的同时，还要着重研究新技术的开发和运用，并且要结合 市场当下的情况制定与系统相适应的方案，以提高DCS控制系统为冃标， 针对系统安全性与经济性做出更深一步的探讨，也为工业控制系统的长远 发展提供更加优质的环境和契机。参考文献：1 高宇斌试析汽轮机系统中DCS控制技术的应用J 科技致富向 导,2012(17).2 梁秀臣浅析汽轮机系统中DCS控制技术的应用J科技与企 业,2014(04).3 张磊.DCS控制技术的研究进展J 科技风,2011 (23).4 周？. DCS控制系统及工业控制技术研究J 机电信息,2012(06).5 王燕芳，宋辉.DCS的发展对未来工业控制技术的影响J微计算 机信息,2006(25).6 张徳江，和红梅,孙晓晖先进控制技术在DCS控制系统中的应用J 长春工业大学学报(自然科学版)，2008 (04)刘芬化工生产中DCS控制系统的应用J化工管理,2014(06).
