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1、电厂集散控制系统应用研究【摘 要】DCS系统在火电厂发电机组控制中的应用 已有多年的历史了，而且正在越来越多地得到应用。DCS系 统是相对于计算机集中控制系统而言的计算机控制系统，它 是在对计算机局域网的研究基础上发展起来的，是过程控制 专家们借用计算机局域网研究成果，把局域网变成一个实时 性，可靠性要求很高的网络型控制系统，运用于过程控制领 域。本文就DCS在火电厂的应用做了简单地分析，供大家参 考。【关键词】电厂；集散控制系统；应用0引言近年来，DCS在电力生产中得到了广泛的应用，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
2、、顺序控制SCS、 燃烧器管理BMS四大系统，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。1电厂自动控制及其系统汽包水位自动调节系统一般采用典型的三冲量系统或 串级系统，在大型单元机组中一般设计有全程调节，因此有 单冲量，三冲量之间的切换逻辑，一般依据负荷来切换。采 用启动电泵和汽泵的系统之间的切换，也依据负荷来切换。 大型机组的水位控制一般直接控制电泵或汽泵的转速，给水 调门全开以节约能源。燃烧调节系统中的送风系统通常采用风煤比加氧量校 正，炉膛负压系统与送风系统之间采用动态联系，通常设计 有加负荷时先
3、加风再加煤减负荷时先减煤后减风逻辑以及 过燃烧逻辑。主汽压力调节系统通常为串级调节系统。另外，由于机组的自动化水平的不断提高，对机组的运 行参数的测量也提出了更高的要求，控制用的参数测量与监 视用的参数测量一般都要求有各自的测量元件，控制用的测 量参数还需要经过数据保险的有关逻辑以提高控制系统的 可靠性。开环控制包括了联锁保护、顺序控制、选线控制等控制 内容。火电厂单元机组中主辅机设备都有联锁保护，如停机 停炉的大联锁，一些重要辅机的保护跳闸，备用泵的自启动, 成组设备的顺序启停等。这些联锁保护现在一般都能投入运 行而且必须投入运行。顺控方面一般的泵或风机的子组启停 控制也都能投入运行，但锅炉
4、风烟系统大顺控这样的成组控 制因为牵涉的设备比较多而很少有经常投运的。2电厂DCS功能分析目前大机组的仪控系统大多选用DCS系统。DCS系统在火电厂发电机组控制中的应用已有多年的历 史了，而且正在越来越多地得到应用。DCS系统是相对于计 算机集中控制系统而言的计算机控制系统，它是在对计算机 局域网的研究基础上发展起来的，是过程控制专家们借用计 算机局域网研究成果，把局域网变成一个实时性，可靠性要 求很高的网络型控制系统，运用于过程控制领域。这样的控 制系统给我们带来以下一些好处：(1) 故障分散是推出DCS系统的最大理由，DCS系统就 是要解决集中控制系统致命的弱点一故障集中。故障分散的 理由
5、是DCS系统采用了大量的微处理器，各个微处理器承担 一个范围较小的控制任务，某个微处理器故障不会影响整个 系统的正常工作。(2) 缩小控制室尺寸或控制表盘的长度。(3) 大量缩减控制系统所需的电缆。(4) 大量减少控制系统所需的备品备件种类及数量。(5) 减少工艺生产的运行对仪表控制设备厂商的依赖, 减少仪控人员培训所需的费用。(6) 提供了控制系统构成的灵活性，具有组态便利和 可扩展性。(7) 实现过程实时参数和历史数据的管理，提供性能 计算，设备寿命计算等功能。这是传统的仪表控制系统所望 尘莫及的。DCS系统是否确实给我们带来了这些好处呢？以一些在火电厂单元机组控制系统中应用的DCS系统来
6、 考察，综合分析如下：（1）关于故障分散。大多数DCS生产厂商现阶段所提 供的系统在实际应用中并非象我们想象的那么故障分散。由 DCS系统控制的火电厂单元发电机组，因为DCS系统的某些 故障而被迫停运的事情时有发生。这与传统的仪表控制系统 相比后者似乎要优于前者。所以DCS系统的构成越接近传统 的仪表控制系统，即微处理器或多功能控制器所承担的控制 任务从地域上越分散，越能做到故障分散。（2）关于控制室的尺寸和表盘长度。这一点所有的DCS系统都能做到大大缩小。不过与传统的仪表控制系统相比, 电子室的尺寸和设备相对增加了。（3）关于节约电缆。由于DCS系统所采用的设备器件 在现阶段来说仍然是比较娇
7、贵，需要防尘和空调，REMOTE I/O 还不能大量使用，因此，DCS系统的主要设备都需要安置在 条件比较好的电子室，大量的现场信号仍然需用电缆接到电 子室。与传统的仪表控制系统相比，电缆有所缩减，但效益 有限。（4）关于减少备品备件的种类和数量。备品备件的种 类和数量有所减少，并且需要与之打交道的仪表控制设备制 造厂商也有所减少。（5）关于减少机组运行对仪表控制设备制造厂商的依 赖。由于DCS系统在应用技术方面还不能尽如人意，因此， 在机组运行时，尤其在机组试行期间，DCS生产厂家的专家 服务似乎成了必不可少。使得培训所需花费也有所增加。(6) 关于控制系统构成的灵活性，组态的便捷性和系 统的可扩展性。大多数DCS系统的组态也是比较方便的。不 过多数系统在在线组态功能方面尚有许多工作可做，好多系 统为离线组态，在工程师站编程，然后编译，再下载。有些 系统这一过程比较费时，在调试期间这一问题尤其突出。(7) 关于DCS系统提供的一些独特的控制功能。由于DCS系统可提供历史数据和实时数据的管理，性能计算等功 能，把过程控制推向一个新的更高层次的领域。3小结综上所述，DCS系统解决了现代化大生产中过程控制传 统的仪表控制系统难以胜任的问题，而相对计算机集中控制 来说故障还是分散的，在许多方面有其独特的优点，是传统 的仪表控制系统和计算机集中控制系统所无法比拟的。责任编辑：丁艳
