（四川白马循环流化床示范电站有限责任公司四川内江641000）
摘要：随着社会经济的不断发展，我国的科学技术也越来越发达，而且高科技信息技术也已经广泛地被应用在各行各业中。作为电力能源的供应者，电厂行业的热工控制系统也日渐趋于自动化，而近些年兴起的DCS控制系统也已经被应用到了电厂的热工控制系统中，该系统不仅提高了电厂企业的运行效率，还促进了我国电力行业持续不断的向前发展。因此，必须加强对DCS系统的管理与维护。
关键词：DCS；电厂；热工控制系统；应用
随着科学技术的不断发展,越来越多的高科技信息技术被广泛的应用在各个行业与各领域当中,电厂也不例外。目前,我国电厂已经在热工控制系统当中广泛地应用DCS,此系统不但可以有效提高电厂机组的运行安全,大大提升运行效率,使得热工控制系统逐渐向自动化以及智能化转变,而且还能够有效地节约生产成本,提高企业的社会效益及经济效益,从而为火电厂的生存与发展发挥重要作用,进而促进我国经济的发展.
1.DCS系统分析
DCS系统的实质是一种集散性的控制系统，与传统系统结构相比，DCS系统是一种较为新型的控制系统，它以计算机控制系统为基础，能不断的改善系统内部的软件工作环境，也能有序控制锅炉、发电机组、系统和用电装置，并对相关数据发送控制指令，实现了对汽机、锅炉、电气系统的协调控制。从结构上来看，DCS系统主要由操作员站、工程师站、现场控制站、系统网络四个部分构成，如图1所示，且相互之间的功能、性质等存在一定的差异。
图1DCS系统结构图
在上述4个部分的操作过程中，主要以基于微型计算机的局域网为纽带，在该局域网中，各种有关电厂生产的资料可以顺利的传递、交流，并且不会受到外界的干扰；在信息传递过程中，相关人员可按照要求对数据内容进行交流与控制。因此可以认为，DCS是一个安全性高、时效性好的控制系统，不仅能实时控制电厂生产的操作过程中，也能监控控制过程，寻找其中存在的风险操作过程中，也能监控控制过程，寻找其中存在的风险项目，为提高电厂整体系统操作水平奠定基础。而从当前DCS系统的运行来看，该系统虽然具有先
进性，但依然存在扩展性差的问题，并且在系统结构上的兼容性还有待加强。同时有些学者认为，由于数据通信速率与控制的实时性之间存在密切关系，而从DCS系统的运行结果来看，其数据通信网络在数据传输率与数据准确性间存在矛盾，在高速通信下解决数据准确性是目前大型及超大型电厂DCS系统亟需解决的问题。从上述研究内容可以发现，虽然DCS系统具有先进行，但依然存在诸多问题，需要相关单位的重视。
2.电厂热工控制的现状
从自动化调节系统的角度进行分析，当前电厂热工控制现状具体表现在下列两个角度。自行编制的DCS系统程序。虽然DCS系统程序是通过负责编制自动化控制系统程序的专业人员编制的，但是在系统调试还有编程阶段，工作人员技术能力还没有达到要求的精细化水平，这样便使得系统整体在运作上会有一些缺陷存在。机组控制软件的发展也较为成熟，所以设计参数较为合理，仪表与机组等在运行上具备非常高的可靠性。从软件的质量以及功能方面考虑，在对DCS控制系统机组等软件进行选用之时，大多都是国外进口的产品。
3.我国的DCS与电厂热工控制系统
目前,我国大部分的火电厂都已经采用的现在是自动控制系统,此系统也比较适用于机组的热工自动化。其主要是负责实时地监控锅炉炉膛的安全运行情况,集中有效地处理各类信息,同时还能够科学有效地控制模拟量与顺序。此系统不但可以有效提高机组运行效率,同时还能够对热工控制系统给予合理地调节与保护,从而提高其运行的稳定性与安全性。然而,目前我国在DCS设计上还存在若干问题,因此,国内的专业设计人员在设计系统的时候,要不断地研究与尝试,不断地扩展其功能,从而使得DCS能够更好地应用于电厂热工控制系统当中。
4.DCS系统在电厂热工系统中的应用分析
4.1硬件管理与维护应用
在一般生产条件下，系统的输入、输出模块故障都是通过系统的自我修复功能所完成的。在发现故障之后，通过更换模块就可以达到故障处理的目的。而从整个过程来看，由于一般技术人员没有完全掌握仪表职责等新技术，导致其在系统运行过程中不能有效地发现以及判断由于内部元件老化等原因造成的热工控制模块故障。而在大部分的生产条件下，输入输出模块所发生的故障主要出现在运行以及调试阶段，此时，则需要由生产厂家对整个模块进行维修与处理。在现场设备故障修复与诊断中，在发现设备模块故障之后，需要在第一时间排查故障，并根据故障报告书，在安全保证措施的干预下进行技术维修工作。
4.2现场总布线技术
对DCS系统而言，现场总布线技术对整个系统产生重要影响，因此，在应用过程中，要高度重视这一问题。在现场总布线过程中，需要从主从架构、多点数字通信特征等方面入手，能具备一套从数据链路层、网络物理层到应用层的通信协议栈（如人们所熟知的CAN等）。在经过上述处理后，就能实现控制系统与现场智能设备连接的目的，并成为局域工业控制的通信网络。而就DCS系统而言，与现场总布线相比，它具有维护成本高、接口兼容性差等问题。因此，在应用过程中，可以通过现场总部线技术应用在DCS系统建设中，以实现对现场局部控制系统架构优化，保证了电厂系统的可靠性。而从多个电厂热工系统的实际情况来看，其热工系统化中的锅炉系统、汽轮机系统等都是相对独立控制的。在这种背景下，为了能有效的将原有电厂热工系统改造为独立的DCS系统，在操作中可以以标准现场总线通过协议为核心，将独立的系统中融入到DCS系统中，而为了完成这一操作，需要在现场布线过程中实现预留锅炉系统、汽轮机系统的接口，确保DCS系统能实现对上述设备的控制，实现DCS系统的通用化特征。
4.3高速网络通信技术
由于DCS系统以互联网技术为核心，因此，在该系统应用中采用高速网络通信技术，有助于进一步改善DCS网络质量，保证其网络数据传输的稳定性。就电厂集散系统而言，以太网延迟的不确定性、网络风暴、网卡溢出等问题出现拥塞，影响集散控制系统的数据传输及运行，并且随着电厂生产规模不断扩大，这些现象所造成的影响也将会越来越明显。针对这种情况，在应用DCS系统过程中可以采取以下两种解决措施：其一，在原有以太网的基础上，通过网络流量控制技术（包括sFlow监测技术、SNMP监测技术等）收集网络流量数据，并对这些数据内容进行分析，并建立与之相适应的流量模型，最终掌握整个局域网的数据流量情况，最终根据DCS系统运行要求，在不影响计算系统运行的基础上，实现对数据资料的实时采集。其二，升级通信网络，将基于事件触发的TCP/IP以太网升级为基于时间触发的TTE网络。在经过这种处理后，以时间触发将会代替事件触发，并且随着系统运行的进一步深入，会将通信任务以合理的调度要求进行定时发送，而这个发送过程会得到全局时钟的控制，保证了信息传输的实时性、全局性，避免出现数据争抢物理链条现象的发生。在经过上述处理后，DCS系统的运行性能将会得到进一步增强，保证了系统的整体运行效果。
5.结语
DCS除了具有较强的兼容性，能够保证火电机组的安全稳定运行之外，还可以与辅机进行良好的融合。DCS控制系统不仅可以大大降低电力企业的生产成本，还可以提高电力企业的经济效益和社会效益，在我国的电力行业的发展过程中有着比较广泛的应用。因此，我国要不断对DCS控制系统进行研究和探索，加强DCS系统在电厂热工控制系统的广泛应用，促进我国的电厂经济持续发展，保证我国的经济可持续发展。
参考文献
[1]李建锁.DCS控制系统在小型火电中的设计应用[J].核工程研究与设计,2010(5).
[2]陈锐均.DCS在电厂当中的应用以及发展方向探讨[J].内蒙古电力技术，2014（6）.