(宁夏国华宁东发电有限公司 宁夏回族自治区银川 750408)
摘要：该系统利用计算机技术、电子信息技术，通过对电厂重要参数的采集、运算、传输，进而调节相关挡板、阀门等设施，优化组合，人性化配置，受到广大电厂的认可。实践证明集散控制系统达到了良好的效果。
关键词：集散控制系统；计算机技术；自动控制
引言
集散控制系统分别为系统网、控制网、管理网。数据采集单元通过控制网络实现数据通讯，控制单元通过系统网与监控单元相连，实现控制单元同监控单元之间的数据传输，系统网一般采用冗余配置。管理网控制与上级网的联络。
1 集散系统应用背景
当前，电力行业的管理水平和设备技术水准不断提高，计算机控制技术和通信技术的发展帮助热力发电企业能够对主要设备进行原本难以实现的精确控制，从而使电厂汽机锅炉的管理水平实现跨越式发展，达到精细化精准化的要求。在此过程中，使用集散系统对电厂汽机锅炉进行进行监测和控制是重要的改进手段。
汽机锅炉的节能降耗和精确控制是一项复杂的工作，由于调节参数和被调节参数数量多，以及存在多种多样的扰动参数，可能干扰监测结果的准确度。常规的基于模拟信号的自动控制系统，是无法满足对汽机锅炉的控制要求的。在此情况下，通过对国外集散系统控制设备的引进和应用，可以快速、方便的提升电力生产企业的安全、经济运行管理水平。
2 集散系统构成
2.1 系统设计理念
集散系统参照了当今工业设计领域中较为常见的模块化设计思路，通过按照不同企业不同的需求对硬件设备的针对性选择，并针对不同的功能要求选择不同的软件组件，就可以快速、精准的搭建出一套符合用户厂家需求且成本受控的集散系统，实现预定控制目标。
2.2 系统设计结构
集散系统通常由管理员站、锅炉控制站和汽机控制站构成。锅炉控制站负责对电厂锅炉运行状态及相关参数进行监测、记录、控制和上传。汽机控制站对汽机运行状态及相关参数进行监测、记录和保护联锁控制。而管理员站实现具备权限的系统管理人员对锅炉汽机及集散系统本身进行管理和在线状态监测及数据记录分析。
2.3 单站设计结构
其中单个站在硬件组成上通常由现场控制功能模块及基础背板组成。现场控制功能模块为整个集散系统提供完整的过程控制处理。包括基础控制、顺序控制、批量控制以及数据换算等功能。理论上来说适应多种工业生产过程。现场控制功能模块接受本站传感或引入的多种过程信号，并转换为统一通信协议下的数字信号进行处理和记录。同时，还根据预先设定条件和人机交互界面传递的管理员指令完成对工控对象制定参数的过程控制操作动作，由于处理频率高、设定动作阈值及控制参数的多样性，并可提供具有侧重点的预置模式以供选择，因此可以保证汽机锅炉的运转过程保持在预先设定的参数条件下以最优方式运行。
2.4 基础背板属于硬件层，用以承载不同构成的现场控制功能模块
此外，还具备通用CPU插槽及网络耦合器，以实现针对不同规模设备及控制项的数据运算需求灵活选择CPU及网络设备。此外，还应具备与现场控制功能模块相应的输入/输出（I/O）模块，以接受设备参数或传感器监测信号的上传。电源模块应保证现场控制功能模块的功耗相适应，并应具备正常电源与备用电池（UPS）平滑切换功能，电池应能够保持2小时以上的系统持续运行能力，以及长时间的数据保持（低功耗待机模式）能力。且针对重点设备或恶劣工作环境应将硬件层设置为冗余备份，以保证系统运行的可靠性。
2.5 炉膛安全监控系统
炉膛是燃料燃烧的主要部位，存在的问题有点火、灭火、燃烧充分等情况。控制不好就会产生火灾、爆炸等安全问题，还有可能浪费燃料。
安全监控系统从安全控制的要求出发，把炉膛点火、吹扫、风机控制作为控制节点，通过A动调节挡板、阀门实现连锁控制
2.6 汽轮机监控与保护系统
汽轮机是集散控制系统符合重点保护对象?汽轮机在T作情况下会发生轴震动、位移，冷凝器出现真窄等现象，还有汽轮机同锅炉负荷匹配的问题。集散控制系统需要在异常情况下迅速开肩保护功能，自动调节温度、压力参数并且根据符合变动自动投切，当符合变低，自动开启低压旁路；当汽机发生故障，自动停转发电机，开启高压旁路，保护汽轮机。
3 集散系统主要功能组态
3.1 锅炉汽包水位自动调节功能
锅炉汽包水位自动调节功能采用串联级差反馈调节控制层级设计，监测信号内容主要包括：锅炉汽包水位信号、给水流量信号、蒸汽流量信号、电动执行机构状态信号、电动执行机构控制信号（输出）、比例积分微分信号处理模块及信号保持器。
该功能根据来自管理员权限的不同调节信号对汽包水位信号的预期影响，设定比例积分微分信号处理模块的正反作用，然后将蒸汽流量信号发送至比例积分微分信号处理模块的补偿输入端，根据预先设置的调节质量参数组中的补偿系数以及比例数值、积分数值。
3.2 汽机保护联锁
同样使用顺序控制功能块，由于主要执行保护的逻辑结构简单，操作状态明确，因此可以使用价格低廉的单片机系统作为控制，相应的工控语言可以简单明了的定义和描述汽机调整开关动作的条件及反馈。
3.3 系统联锁复合功能设置
总的来说，这类基于固件的复合控制功能主要提供要素有：带有优先级识别的开关（分断）命令，通常按照设备保护、安全联锁、手动调整命令的顺序、依优先度执行命令；组件故障、力矩动作、命令存在客观错误、动作命令发出后反馈信号超时（设备拒动）时控制回路闭锁并报警；输入/输出信号超出正常阈值或设定阈值范围告警提示等等。此外，还提供系统模块自身故障检测诊断功能。主要针对主用及配套PCB电路板、模拟信号输入输出转换回路、随机存储器、只读存储器、数字信号/模拟信号转换回路等多种自身硬件故障。
3.4 系统功能拓展编程语言结构
在一般情况下，计算系统中使用的程序设计语言更喜欢面向功能模块的汇编语言，正如汇编语言中常见的特征，程序设计句一般由运算号和运算字组成。代码主要是、或非等逻辑运算者或加减等数字运算者，运算者包括该模块寄存器中的数据存储区域地址，而根据发电站锅炉系统的特点，程序结构是初始化区域，分为较慢的循环区域和循环区域，其中，初始化区在存储模块功能运行过程中常用的参数和固定参数，在慢循环区与一般数据监测比较，负责快速循环区处理高优先级数据或信号处理。
4 集散系统在电厂汽机锅炉的应用效果
目前，该国已在热电厂安装了蒸汽涡轮锅炉集散系统。从目前的反馈来看，它发挥了相当积极的作用。自动调节功能和防护动作精度高。虽然硬件的灵活性比普遍性更为灵活，这导致在培训运营人员和高技术维护要求的困难，但随着相关专业化的发展，根据高等院校的研究和发展以及国内相关技术的消化和发展，在发电厂的涡轮机锅炉中采用集电极系统有很大的前景。
结语
集散系统已经在我周围的许多发电厂广泛使用。实践表明，集散管理系统大大提高了发电厂的效率，并达到了预期的效果。当然，目前发电厂的电气化专业人员不足，在一定程度上是由于维修和维护方面的故障，以及集散控制系统的效率已经完全降低。因此，对发电厂来说，技术升级与提供适当的专门知识同样重要。
参考文献：
[1]谢又成,周育才,任萍,潘维加.集散控制系统实验室的建设[J].实验室研究与探索. 2017(05)
[2]舒采军,苏伟宪.GKS-9000集散控制系统在中小型火力发电厂中的应用[J].广东电力. 2015(11)
[3]李明,张西明.火电厂集散控制系统的应用[J].山东工业技术. 2016(14)
[4]吴雯.井下变电所计算机集散控制系统的设计[J].煤矿机械. 2015(01)
[5]赵志刚.集散控制系统在循环流化床锅炉上的应用[J].能源技术与管理. 2016(06)