DCS系统在电厂中应用

摘要：电力系统的电厂是我国国民经济的基础产业，在电厂的运转过程中，对于仪表的控制系统也发生着改变。传统的仪表控制系统已经无法满足现代电厂设备的运转，对于仪表控制系统的更新是势在必行的，所以DCS系统的引进，对电厂热力系统的运行提供了很大的推动力，在运行的参数调节上有了很大的改善，而且得到了有力的保护和控制。
关键词：仪表发展；DCS系统；应用
：A

1 仪表的发展历史

随着电子技术、计算机技术及信息通信技术的发展，电厂的控制仪表由早期的电子管型仪表到晶体管型、集成电路型、智能型仪表逐步发展到今天比较完善的DCS控制系统。早期电厂使用常规仪表对热力参数（温度、压力、流量、液位等）的监视控制是由传感器、变送器、仪表线路将现场的热力参数的变化送到控制室仪表控制屏上的显示仪表或控制器上供运行人员进行参数的监视与控制。70年代初，有人用小型机代替原来的集中安装的模拟仪表控制，连接到控制室的电缆很多。用小型机既作为控制器、同时把连接小型机的CRT又作为显示设备（即人机界面）。一台小型机需接收几千台变送器或别的传感器来的信号，完成几百个回路的运算，很显然其危险相对比较集中。与模拟仪表连接的电缆一样多，并且一旦小型机坏了，控制和显示都没有了，数字控制没有达到预期的目的。后有人提出把控制和显示分开。一台计算机完成控制计算任务，另一台计算机完成显示任务。随着计算机技术的发展，计算机的运算能力、存储容量和可靠性不断提高，一台计算机所能完成的任务也大大地增加，另外，控制器、网络等技术也得到了发展，在这种条件下就产生了今天的DCS系统。

2 DCS系统在电厂自动控制领域的应用

2.1 DCS的概念

DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，一般情况下，国内习惯称之为集散控制系统。它的组成部分有过程控制级和过程监控级，发挥的功能是通过通信网络为纽带来实现的的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

2.2 DCS系统的优势

2.2.1 这种系统的运行原理是，运用高速的通讯网路和数字的马达驱动器在人机接口的控制下，来对整个机器设备进行操作控制，在性能的完美性上得到了充分的体现。
2.2.2 在对马达速度的设定值方面，我们采用SCADA的监控计算机来完成。由于纯向量的马达驱动控制器在速度的准确度上可以达到0.05％／驱动器，所以在实际当中的运用，实际速度可以和计算机设定的数值相比较。
2.2.

摘自：学术论文翻译www.udooo.com

3 在速度响应方面，具有很高的频率。由于这种系统使用计算机／plc与高速通讯网路来控制，所以机器速度将不受环境温度变化/偏差的影响。
2.2.4 自动作网络分析及检查所有相关硬件，既使SACDA计算机宕机，系统亦能以先前的数据继续运转，直到计算机重新开机完成。
2.2.5 每一个控制数值将被记录于制造的流程。这控制系统将提供高准确度和可靠的全机械线性率高达0.1％(LINEAR RATIO)。
2.2.6 使用通用的打印机，来作日报表，周报表，月报表，季报表，打印有关于机械运转的数据或速度，温度，压力，流量等趋势曲线图。

2.7 根据操作须要，自动打印系统操作分析报表，故障分析报表。

2.2.8 当这条生产线在自动的速度条件下操作时，这种系统将可调整全部马达加减速于同一时间内。主要是使用高速PLC，扫瞄时间将是小于40msec，通讯更新时间将小于250msec。
2.2.9 这种系统提供机械轮子惯量自动的补偿功能，这将可改善这台机器因不同的机器轮子惯量或产品的线性速度性能。
2.2.10 当系统须要作压力或流量控制时，压力或流量的数值是经由压力，流量感应器来侦测并回送到向量驱动器的PID控制（没有使用任何压力，流量控制仪表）直接地控制马达的加减速来控制压力，流量值在机械能完全配合的情况下，控制精密可高达0.1%。
2.2.11 使用PLC的温度控制模块（RTD模块），所有PT TYPE感应器或热电偶感应器的讯号是直接回送到PLC模块，并经由一个PID的功能block所控制，使用这种系统可容易的达到0.1°C的温度控制精度。

3 主汽温度自动调节系统包括

减温水量自动调节系统；尾部烟道档板调节或喷燃器角度调节系统；一次风压自动调节系统；除氧器水位调节系统；机炉负荷协调控制系统。
汽包水位自动调节系统一般采用典型的三冲量系统或串接系统，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。
燃烧调节系统中的送风系统通常采用风煤比加氧量矫正，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加风再加煤减负荷时先减煤后减风逻辑以及过燃烧逻辑。送引风的调节机构以制造精密的动叶和静叶替代了原先的调节档板。
主汽温度调节系统一般以减温水调节为主，辅以尾部烟道档板调节或喷燃器角度调节系统。由于汽温调节对象是一个多容环节，它的纯迟时间和时间常数都比较大，在热工自动调节系统中属于可控性最差的一个调节系统，因此专家们也特别关注对这一类系统的研究，许多新的控制策略或控制理论是对这一类系统研究的成果，如史密特时间预估计算法控制，模糊控制，具有观察器的状态变量控制等等。
结语
综上而述，DCS系统有着非常完美的功能展现，在电厂的实际运用中也发挥了极大的优势。市场经济形势的变化，对电厂仪表的控制系统有着极高的要求标准，如果仪表控制系统不能够很好的适应现有的运行模式，那么电厂在激烈的市场竞争中将会处于被动的局面，而企业的发展带来不利的影响。DCS系统实现了全面的智能化工作流程，在使用上简便灵活，操作简单，对于精度的控制有着很好的准确性。对于传统的仪表设备的维护需要投入很大的人力和精力，而且维护过程比较复杂，但是对于DCS系统在维护方面简化了很多流程，节省了人力和财力，在运行成本上得到了节约。DCS系统的运用是顺应时代的发展，是信息网络化，智能化和现代机器设备的完美结合，提高了电厂的运行效率，在一定程度上推进了电力系统的发展。所以我们不仅要引进DCS系统的使用，还要培养相关方面的技术人员，熟练掌握相关技能操作，使DCS系统得到最大限度的优势发挥。
参考文献
涂植英，朱麟章.过程控制系统[M].机械工业出版社，1991.
刘文铁，阮根健，孙洪宾.锅炉热工测试技术[M].哈尔滨工业大学出版，1989.