摘要:在现代社会的发展过程中，计算机控制技术在社会各行各业的发展中得到了普及和应用。在火力发电厂系统中的应用尤其明显，不仅电厂控制系统开始走向自动化，更加提高了电厂电气控制的整体水准。在此基础上，阐述了火电厂DCS控制系统所具有的特点，详细介绍了DCS自动控制系统的功能，分析了DCS在大中型火电厂电气控制中应用存在的问题并给出策略，总结了利用DCS优化大中型火电厂电气控制系统的经验。
关键词:DCS；大中型火电厂；电气控制系统
1引言
DCS控制系统是以微处理器为核心，由过程监控级和过程控制级组成的多级计算机系统，通过通信网络对过程控制站、计算机站和数据采集站进行控制、采集、监控和操作，系统能够实时采集现场数据，满足锅炉燃烧井的要求，节约了大量能源。随着新能源发电规模的不断扩大，考虑到我国的供电结构，在储能技术没有革命性突破的背景下，燃煤机组的运行灵活性不断提高，将逐步成为主要的补充电源。然而，高度灵活的运行模式意味着该机组往往是在一个快速和深变负荷运行模式。目前机组DCS控制系统运行工况复杂，锅炉燃烧、空气烟气、汽水、环保岛等子系统的运行适应性大多不能满足要求。关键参数控制质量差已成为机组灵活调峰能力的制约环节。在机组经济性明显下降的同时，控制过程的稳定性、设备的寿命和运行的安全性也受到不同程度的影响。为了有效地解决上述问题，研究主辅机组运行智能协调控制技术成为了当务之急，不同类型机组的低负荷调峰运行控制和煤质特性，以及锅炉低负荷运行裕度的定量预测都是重中之重。
2火电厂DCS控制系统的特点
2.1开放性
在DCS系统的设计过程中，技术人员需要利用标准化、模块化、开放式和通信局域网及时接收和发送各种数据和信息，在需要扩展、改变系统功能的情况下，可以增加计算机的数量，并与系统通信网络相连，从而不影响计算机的正常运行。
2.2灵活性
组态软件是根据过程的不同而开发的，它要求相关人员充分了解测量信号与控制信号的关系，合理选择计算规律，用合理的控制规律完成计算，形成合理的控制系统。
2.3可靠性
DCS系统的功能将分布到个人计算机上，这就要求采用容错设计的系统结构，即在计算机出现故障时，其他计算机不会受到影响，此外，计算机的功能相对单一，因此有必要选择为功能应用而设计的软件或结构，以保证计算机的可靠性。
2.4控制功能齐全
计算机算法丰富，有效地整合了顺序控制、连续控制和批处理，为前馈、反馈和自适应提供了保证。DCS由专用计算机站、工程站、操作站、服务器和计算机组成。最低层的组成部分是分散式收集站、现场控制站等。此时计算机网络的应用，数据的传输到控制中心，以及实施统一管理，如各种项目的统计报表，计算机的优化，如故障诊断等方式起到了决定性的作用。
3DCS自动控制系统的主要功能
3.1控制锅炉汽包水位
锅炉运行的安全是至关重要的，汽包水位等相关参数需要有关的技术人员时刻注意着，并采用给水流量、汽包液位和蒸汽流量等方法调整主给水阀，在一定程度上实现锅炉汽包水位的稳定。一般来说，锅炉可以提供主控阀和备用阀，其中主控阀为DN150，在正常负荷和高负荷运行中起着至关重要的作用，其次备用阀为DN100，在低负荷应用过程中效果比较明显。锅炉汽包给水控制系统的目标是保证汽包水位在规定范围内，为了实现锅炉运行的稳定性，计算结果设定为给水的恒定值，偏差也要得到系统的调整。在蒸汽负荷增加的过程中，经过一段时间后，汽包内压力恢复到平衡状态，随着蒸发量的增加，汽包内液面逐渐降低，供水量继续增加，引导汽包内液面恢复到给定位置。
3.2调节炉膛负压
炉膛负压是锅炉燃烧控制系统的重要参数之一。炉膛负压的测量结果直接影响燃烧控制过程。炉膛负压的自动控制是在调整引风机风门开度的情况下，确保-20~-100pa的负压稳定。为了控制炉膛内的负压，需要改变引风量。在引风量稳定的条件下，引风量可作为引风控制的前馈，当引风量减小时，引风量在等待一定时间后应减小。
3.3控制锅炉送风
锅炉送风自动控制的主要目的是在锅炉燃料在炉膛内燃烧的过程中自动送风，以保证锅炉燃烧的经济性。送风自动控制系统的参数包括送风压力和气体压力。在调整送风机挡板开度的过程中，需要自动调整送风压力和燃气压力，以提高燃料的利用率。
3.4锅炉过热蒸汽温度自动调节原理
锅炉过热蒸汽温度调节的原理是利用自制的冷凝水喷淋装置合理地调节蒸汽温度。根据蒸汽集箱、减温器出口蒸汽温度的测量结果，合理调整减温水控制阀的开度、减温水的温度等，确保温度在430°C-450°C之间，在蒸汽集箱出口蒸汽温度上升的过程中，减温水的水量会随着蒸汽温度的降低而自动增加，减温水的水量减少，支持蒸汽温度的稳定性。
4 DCS在大中型火电厂电气控制应用中需要解决的问题
将DCS集成到火电厂的电气控制系统中可以运用硬接线与现场总线的连接的方法，改变电气系统的接入方式，影响电气控制系统的电压、功率和功率。同时，CRT显示器可以实时显示不同的监视器图像，但每个操作步骤和报警信号都会显示出来，给操作人员带来不必要的干扰。另外，在电卡输入输出修改过程中，由于成本的影响，原有电缆通道的使用超过了设计标准，不能满足DCS电缆控制和信号分析的实际要求，新电缆将使电气保护和控制柜空间变小，不能合理布线和布线工作。另外，在DCS系统的应用中，电模拟量会改变自身的特点，不能进行先进的系统分析，因此有必要使用微机测控装置来传输电流、电压、功率等电量。
5应用DCS的大中型火电厂电气控制系统的优化
5.1提高DCS控制系统中输入信号的可靠性
在大中型火电厂的电气控制过程中，相关技术人员需要保证所选控制系统设备和部件的耐久性和可靠性强，避免由部件自身因素引起的输电信号线故障。所以说，为了提高DCS控制系统输入信号的可靠性，相关技术人员一定要及时设计和更新主界面的功能模块，避免出现控制系统故障等问题，准确判断系统中的信息，为电气自动控制系统的稳定运行提供保证。
5.2完善DCS电气控制系统的预警系统
技术人员需要确保相关配置的人性化设计，完善智能化、网络化的综合故障预警系统，避免机械设备故障导致锅炉系统的正常运行。另外，在预防锅炉系统设备故障的过程中，需要严格执行相关的管理制度，根据相关的机械过程操作，还应充分考虑锅炉设备的维护和使用，并收集各种维护数据，本文对锅炉设备的实际使用情况进行分析，及时记录锅炉设备的规律和原因，以确定维护周期，明确各管理部门的职责，提高DCS电气自动化锅炉设备的整体效率。
6结语
综上所述，在大中型火电厂电气控制系统的运行中，相关技术人员需要积极引进和合理利用DCS控制系统，最大程度上发挥控制系统的作用，提高总体布局的合理性、经济性和可靠性。在新一代DCS控制系统的基础上，研究了基于工况数据选择的多变量广义预测控制算法和在线模型辨识算法，实现了先进算法模块与DCS控制系统的集成，建立了锅炉-汽轮机协调系统的全工况非线性动态模型，采用智能优化算法实现了锅炉-汽轮机模型的在线辨识，在辨识出的锅炉-汽轮机模型的基础上，采用多变量广义预测控制算法设计了火电机组全过程自寻优控制方案。有效地提高了系统的抗干扰能力，保证了能量利用率、锅炉效率和运行安全。
参考文献:
[1]巨康怡.火电厂DCS控制系统优化研究与应用[D].西安电子科技大学，2015.