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热电厂DCS控制系统与稳定性研究

百纳文秘网  发布于:2021-02-23 08:23:37  分类: 农业农村 手机版

摘 要:DCS作为优良的控制系统,被广泛应用在电力、化工等行业。DCS系统的稳定安全运行时保证电厂机组稳定运行的关键。本文主要对DCS系统的工作原理进行简述,对影响DCS运行稳定性的因素进行探讨,并结合相关的实践经验,提出针对性的建议。

关键词:热电厂;DCS;稳定性

1 引言

现代化热电厂的建设道路中,自动化和智能化是发展的主要方向和主题。随着各种现代化、新型设备的不断应用,电厂的控制和管理水平需要提升新的高度。DCS是一种集散性控制,已经广泛应用在电力、化工行业,具有明显的控制和监测优势。在电厂的运行应用中,DCS的稳定性直接关系到电厂机组和各个设备的运行,对于电厂的效益具有很大的关系。本文主要针对DCS控制系统与稳定性展开说明,为提升DCS控制系统稳定性提出相关措施。

2 DCS控制系统的工作原理

DCS系统是分布式控制系统的简称,又被称为集散控制系统。顾名思义,分布式控制系统是相对于中央式控制系统而言的,对比中央式控制系统,DCS更加方便快捷,稳定性更高,因此,DCS是一种新型的计算机控制系统。不过,它也是在中央式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS控制系统一般包括以下组件:数据采集处理组件(DAS);模拟计算控制组件(MCS);开关量顺序控制(SCS)以及热工保护组件。工作原理是DAS采集数据,在MCS中模拟计算,通过比较计算值和测量值,通过PID控制系统回路。主要通过SCS控制各个阀门完成调节变量。热工保护组件主要用于保护系统,遇到危险情况、或者某变量超过预警量时报警,来提醒工作人员系统异常,或者直接跳闸。DCS系统主要特点:高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性以及控制功能齐全等特点。目前DCS控制系统已经广泛用于不同行业、不同部门,是目前主要的控制系统。

DCS控制系统是一个以网络通信技术为核心的极显示、控制、管理控制等于一体的控制系统,是一种相对分散的计算机网络控制系统,能够适应目前工业生产中的各种需要,在化工、电力方面得到了很大的应用。

DCS智能控制系统由于其优秀的控制能力,在最近20年里得到了飞速发展,DCS技术是以计算机为核心,建立在网络通信基础上的技术,它可以将现场相对分散的过程控制,高速高效及时的整合在一起,实现集中监视、操作,方便的完成相对复杂的控制和优化,关于DCS的定义,有以下特点:①以回路控制为特点,在现场控制站完成的主要系统,系统可有多台现场控制站台,每一台控制一段回路;②个控制功能均采用数字技术;③人机界面由操作员控制实现;④采用数字通信的方式进行连接。

DCS控制技术的设计原则是分散控制、集中操作和综合管理,设计原则决定了DCS分为三级:分散过程控制级、集中操作监控级以及综合信息管理级。

DCS计算机通过通信技术进行连接,控制网络是通信的主要渠道,其上连接着各个主要节点,完成数据采集、模拟量控制、以及开关量顺序控制等操作。

3 DCS稳定性的影响因素

①工作环境导致DCS仪器仪表的精度和灵敏度降低或失灵。DCS的仪表大多都比较灵敏,对外界环境的温度、湿度和酸碱度、灰尘等都具有要求。但环境出现变化时,可能导致仪器仪表出现故障。

②仪表之间出现通信故障。系统传输系统的稳定性是DCS系统稳定性的关键,在通信系统中,最容易出现故障的是I/O端口模块,故障的原因多为信号线的短路。

③操作不当引起仪器的故障。其主要的故障类型有硬盘故障、通讯故障、数据线或者硬盘存储不足等。主要的原因有人员操作不当引起人机接口故障、工作时间离岗造成操作机站死机。

④系统时间不一致。DCS系统是由众多子系统组成的。如果子系统之间存在时间的不统一性,就会导致信号采集、指令反馈等工作流程发生脱节,引起仪表工作紊乱。

⑤其他干扰因素。在DCS系统运行时,还存在其他影响DCS系统稳定性的因素,如接地问题、电焊干扰等。这些干扰会对DCS的控制信号传递造成影响,导致仪表正常工作受到限制。

4 提高DCS控制系统稳定性的有效措施

①保证工作環境的稳定和适宜性。在DCS的电子设备间加装温度和湿度检测仪,实时对指标进行监测,对存在偏差的指标及时进行调节,保证电子设备外界环境的稳定性和适宜性。严格控制设备间的出入次数,防止因出入时造成灰尘过多的进入设备间,影响电子设备的正常运行。

②维持通信系统的稳定。在DCS设备的安装过程中,严格控制设备接地的情况,防止因大面积设备接地对于通信系统稳定性造成影响。为模块I/O加装一个固定和良好的隔离,防止其和外界其他的设备之间发生相互影响,同时也有效防止自身发生短路的问题。

③提升工作人员的专业素质。对操作人员进行专业的培训,增加其对于DCS系统各部分运行的基本原理。避免因管理和运行不当导致DCS设备出现故障的情况发生。

④加强对于仪表的监控。首先,安装仪表之前,对仪表的质量进行检查,另外尽量选择品牌公司的产品,以保证其正常的工作运行状态。对使用过程中的仪表进行定期检查,对于存在故障的仪表及时进行修理或更换。

5 结语

热电厂DCS控制系统是热电厂重要的综合性控制系统,对于热电厂安全生产、智能控制的目标实现有着构成与系统的支持功能。电厂要立足于电厂DCS的实际运行和结构,做好DCS系统的稳定性措施,提升电厂的稳定运行能力。

参考文献:

[1]石常魁.电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2014(31).

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