DCS控制技术在热电厂机炉控制系统改造工程中的应用

DCS控制技术在热电厂机炉控制系统改造工程中的应用

窦靓

（大庆油田热电厂163000）

摘要：要想使热电厂机炉控制系统能够正常、安全地运行，便有必要注重先进科学技术在其中的应用。对于DCS来说，即为分布式控制系统，也称作集散系统，属于新型的一种计算机控制系统，具备集中式控制的特点及优势。本课题在分析DCS控制技术的基础上，进一步对DCS控制技术在热电厂机炉控制系统改造工程中的应用进行分析，希望以此为热电厂机炉控制系统改造工程的优化及完善提供一些具有价值的参考建议。

关键词：DCS控制技术；热电厂机炉控制系统；改造工程；参考建议

在DCS系统中，过程控制与过程监测是两大重要的环节，通过对网络通信技术的应用，进一步使多级计算机控制系统得到有效构成。因此，从DCS系统的构成来看，涵盖了计算机、通讯、显示以及控制四大层面的内容，能够使集中操作、分散控制以及分级管理等功能得到有效实现，与此同时在组态方面具有方便的优势，在配置方面具备灵活的特点[1]。因此，为了热电厂机炉控制系统改造工程工作能够得到有效优化及完善，便有必要注重DCS控制技术在其中的应用。

一、DCS控制技术简要分析

近年来，在自动控制理论以及计算机科学技术逐渐进步及发展的背景下，全新的DCS集控系统在诸多方面均获得了发展。比如：在局部网络当中应用统一的MAP协议；变送器朝向智能化及自动化等方向发展等。下面对DCS控制技术进行简要分析，具体内容如下：

（一）DCS系统选型分析

在热电厂机炉控制改造工程中，DCS控制技术的应用体现在DCS控制系统改造项目上，有必要掌握DCS集散控制系统的各类组态方案，包括：其一，加强和厂家之间的联系，然后做好系统结构设计方面的工作；其二，以工艺流程界面及监控点设计为基础，进一步完成控制单元组态的设计以及监测单元的设计等工作。

在DCS系统选型之前，首先需掌握DCS系统选型的整体要求，对于生产厂家提供的DCS系统来说，需具备良好的性能，同时在技术上需具备可靠性及安全性，并且还要具备优良的扩展功能，从而能够为改造工程质量的提升提供具有价值的参考建议[2]。进一步针对DCS控制系统选型工作，需根据实际电厂的DCS系统改造项目方案，对各个系统的方案、系统性能加以明确，通过系统对比的方法，采取择优选取方式，然后将最优化的方案选取出来。

（二）基于MACS的DCS系统结构分析

基于MACS的DCS系统，主要将优化的ProfiBus-DP技术作为基础，并具备标准的网络通信规约，然后把各大厂家的个诶仪表以及模块嵌入系统当中。将SM系列硬件模块应用到现场数据采集工作的那个中，能够使数据的精准性及安全性得到有效保障。对于该系统的控制器来说，在处理速度上非常之快，可以达到毫秒级，使超过100个的回路控制任务得到有效完成[3]。此外，在利用以太网技术的基础上，能够使用户在系统操作上更加简单、方便，能够随时随地对相关数据进行进行查阅、分析，从而为生产管理工作的优化及完善提供具有价值的参考建议。

（三）系统组态分析

在DCS系统当中，包括了控制器算法组态、图形组态以及数据库组态。涉及的主要内容有：（1）控制器算法组态分析。对于设计工作人员来说，在利用算法组态软件的基础上，能够将底层控制算法编辑及显示出来。与此同时，还能够经控制器软甲组态完成平台的开发，利用软件控制方案编辑器功能以及仿真调试功能模块，使用户控制方案的逻辑组态得到有效完成。（2）图形组态分析，对于该系统的图形组态来说，主要在利用人机界面软件的条件下，使监控站画面组态工作得到有效完成，进一步将工程的总貌图生成出来，并了解生产工程的流程以及实际运行情况等。在完成有效组态之后，对于DCS系统来说，借助图形显示界面，能够将现场各设备的运行情况进行分析，通过数据的查询以及传输，发布到操作站台，从而使整个生产得到有效监控[4]。（3）数据库组态分析。对于系统的数据库组态来说，主要是在应用系统的数据得到有效形成的基础上，进一步完成逻辑系统各站控制点信息的定义。当DCS系统的数据库得到有效构建的基础上，利用数据库总控软件，便能够将各控制点的信息获取出来，进一步以文件的形式传输，便能够完成数据库组态数据的分析工作。

二、DCS控制技术在热电厂机炉控制系统改造工程中的应用分析

上述分析中，对DCS控制技术的各项功能及技术部署有了一定的了解。将DCS控制技术应用到热电厂机炉控制系统改造工程当中，需根据工程的实际情况，认真部署各大技术要点。总结起来，需掌握的技术要点如下：

（一）总体设计方案的确立

在热电厂机炉控制系统改造工程设计过程中，利用DCS控制技术，需确保技术能够对热电厂机炉的各大设备实现有效控制，包括：循环流化床炉、汽轮机、除氧器以及厂区减温减压器等。基于集控室内部，需进行监视操作站的设置，运行工作人员需明确自身工作职责，基于操作站当中，需进行监视操作站的设置，站内相关工作人员需明确自身工作职责，通过操作站的相关操作，实现对各设备状态的控制及调整。既要保证设备处于可靠、安全的运行状态，又需要了解系统各机组的工况情况，进而加以调整。

（二）控制系统通信网络及组态设计分析

将DCS控制技术应用到热电厂机炉控制改造工程当中，需注重控制系统通信网络设计以及组态设计工作的优化。包括的设计内容有：（1）控制系统通信网络设计。这属于一类开放式现场总线设计技术，在设计过程中需注重车间层面通用型数据通信任务的解决，然后完成对分布式系统的控制，同时控制系统的各个单元，进一步使数据的传输得到有效实现。（2）组态设计。在系统组态设计过程中，对于设计师来说，需对相应的组态软件加以应用，进一步将DCS系统方案明确出来。完成整体编译工作之后，传输到控制站实施，同时传输到其他操作站当中，进一步实现对相关信息文件的读取、查询。此外，还有必要对操作站组态进行优化设计，明确此组态的主要内容，做好操作小组的设置工作。

（三）成果分析

将DCS控制技术应用到热电厂机炉控制系统改造过程中，上述提到需确立总体设计方案，进一步做好控制系统通信网络的设计以及组态的设计。此外，本人认为还有必要设计各项生产指标，比如：系统设备运行参数、凝汽器的热效率以及锅炉给水泵的机械效率等。值得注意的是，由于之前的设备数据采集仪器仪表不够先进，在观测值的精准性上受到很大程度的影响，进一步使控制系统的精度大大降低[5]。因此，需避免使用这类设备。从成果来看，在合理、科学地应用DCS控制技术的基础上，使得热电厂机炉控制系统的运行状态得到有效改善，各项运行参数得到有效控制，并保证监测站能够正常、有序地工作，最终使运行的经济效益得到有效提高。

三、结语

通过本文的探究，认识到热电厂机炉控制系统改造是一项系统化的工作，存在较为复杂的程序，有必要注重DCS技术在其中的应用，在优化DCS系统选型，充分了解MACS的DCS系统结构以及系统组态的基础上，对总体设计方案加以确立，并完成控制系统通信网络及组态设计，这样能够使DCS技术在热电厂机炉控制系统改造中发挥显著价值作用，使系统运行的可靠性及安全性得到有效提升，进一步提升系统运行的经济效益。

参考文献：

[1]廖荣泽.基于DCS系统的火电仿真系统[J].广西电力，2013，03：58-60.

[2]王煦，祝建飞，谭青，王吉翔.GCH系统应用及优化控制研究[J].华东电力，2014，04：761-765.

[3]李周科，刘云飞.OC6000eNexus分散控制系统在发电公司#2机组的应用[J].电子技术与软件工程，2014，15：143-144.

[4]刘静文.分散控制系统DCS在热电厂应用技术改进[J].中国新技术新产品，2016，07：21.

[5]李钟海.NT6000V4DCS系统在苏龙改造项目上的应用[J].科技创新导报，2015，26：62-63.