分散控制系统

分散控制系统(DCS)详细介绍

一、系统概况：

1.DCS系统的特点DCS系统也称分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。其功能特点是：通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。

2.分散控制系统的构成作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。1)其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。

管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务站。A.工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口，主要用于系统组态和维护，技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。B.操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面，用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。C.历史站保存整个系统的历史数据，供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。现场控制站用于现场信号的采集处理，控制策略的实现，并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。通信网络连接分散控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其它信息的传递。为保证DCS 可靠性，电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。2)分散控制系统的软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态软件和各种应用软件组成。3)分散控制系统在结构上采用模块化设计方法，通过灵活组态，合理的配置，可以实现火电机组的模似量控制系统（MCS）、数据采集系统（DAS）、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统（FSSS）、顺序控制系统（SCS）等功能。

3.名词术语解释DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分布式结构的智能网络控制系统。DAS数据采集系统指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测，对检测结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行运算分析，并提出运行指导的监视系统。MCS模拟量控制系统指通过控制变量自动完成被控制变量调节的回路。CCS协调控制系统指将锅炉-汽轮发电机组作为一个整体进行控制，通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组的调频、调峰的能力，它直接作用的执行级是锅炉燃料控制系统和汽轮机控制系统。SCS顺序控制系统指对火电机组的辅机及辅助系统，按照运行规律规定的顺序（输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序）实现启动或停止过程的自动控制系统。FSSS炉膛安全监控系统指对锅炉点火和油枪进行程序自动控制，防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛爆炸（内爆或外爆）而采取的监视和控制措施的自动系统。其包括燃烧器控制系统BCS和炉膛安全系统FSS。AGC自动发电控制，根据电网对各电厂负荷要求对机组发电功率由电网调度进行自动控制的系统。MFT总燃料跳闸指保护信号指令动作或由人工操作后，快速切断进入炉膛的所有燃料而采取的措施。DEH 汽轮机数字式电液控制系统，是按电气原理设计的敏感元件、数字电路以及按液压原理设计的放大元件和液压伺服机构构成的汽轮机控制系统。ATC或ATSC汽轮机自启动，根据汽轮机的运行参数和热应力计算，使汽轮机从盘车开始直到带初负荷按程序实现自启动。

OPC超速保护控制功能，是一种抑制超速的控制功能，常见有以下两种：i.当汽轮机转速达到额定转速的103%时，自动关闭中、高压调节汽门；当转速恢复正常时，开户这些汽门以维持额定转速。ii.当汽轮机转速出现加速度时，发出超驰指令，关闭高、中压调速汽门；当加速度为0时由正常转速控制回路维持正

常转速。BPC旁路控制系统，是汽轮机旁路系统的自动投入和旁路系统蒸汽压力、温度等自动控制系统的总称。ETS汽轮机的紧急跳闸系统，是在汽轮机的运行过程中，机组重要参数越线等异常工况下，实现紧急停止汽轮机运行的控制系统。MEH给水泵电液调节系统，是采用微型计算机控制和液压执行机构实现控制逻辑，驱动给水泵汽轮机的控制系统。UPS不间断电源RB辅机故障减负荷，是针对机组主要辅机故障采取的控制措施，即当主要辅机（如给水泵、送风机、引风机）发生故障机组不能带满负荷时，快速降低机组负荷的一种措施。

4.分散控制系统的运行维护的主要内容包括系统在投运前应做好必要项目的检查，检查合格且一切准备就绪后系统上电，按照相关步骤启动系统，并验收系统各部分正常后，投入在线运行。系统正常运行后，做好日常维护工作，发现问题及时查明原因解决处理，并根据热控系统的运行工况决定热控设备的投入与退出。

5.分散控制系统常见故障1)通信网络类故障，主要有节点总线故障、就地总线故障、地址标识的错误。

2)硬件故障，主要有人机接口故障、过程通道故障。3)人为故障，在系统维护或故障处理时的误操作现象。

4)电源故障5)SOE工作不正常6)干扰造成的故障。主要有系统的接地情况、电源质量、过程控制处理机主/备处理机之间的切换、大功率无线通信设备等。

6.分散控制系统的试验1)模拟量控制系统扰动试验投入运行的模拟量控制系统应定期进行扰动试验，其分为内扰和外扰试验。A.内扰试验（包括定值扰动）：要求在70%负荷进行，扰动量为被调介质满量程的10%B.外扰试验（负荷扰动）：机组负荷在70%以上时可进行负荷扰动试验，负荷变化按快、中、慢三种工况进行。主要的试验有：机组燃料调节系统（BCS）扰动试验条件：A汽包水位调整到合适位置，负荷保持不变B炉膛负压调节系统和送风量调节系统处于自动状态C稳定工况下，主汽压力应保持在给定值的±0.2MPa范围内D给粉机运行正常，将中层给粉机投入自动调节手动给粉机的转速在450~500rpm左右E 试验时应有司炉和工作负责人以上岗位进行操作F主控班技术员、生产部专工、热工专工、炉运专工现场监护指导

改变主汽压力定值扰动试验条件同上

机组送风调节系统AFSC扰动试验条件：A汽包水位调整到合适位置，负荷保持不变

B氧量及风量变送器指示准确

C炉膛负压调节系统在自动状态

D送风机挡板有一定的调节余量

E稳定工况下，主汽压力应保持在给定值的±0.2MPa范围内

F试验时应有司炉和工作负责人以上岗位进行操作

G主控班技术员、生产部专工、热工专工、炉运专工现场监护指导

机组协调控制系统CCS扰动试验条件：

A汽包水位调整到合适位置，负荷保持不变

B炉膛负压调节系统、燃料调节系统和送风量调节系统处于自动状态

C稳定工况下，主汽压力应保持在给定值的±0.2MPa范围内