火电厂控制系统一体化设计及实践

[摘 要]结合重庆白涛化工园区热电联产工程中主、辅网控制系统设计要点，通过分析传统通过plc实现辅网控制的局限性，对比采用dcs和plc实现火电厂辅助车间控制的差别，认为dcs和plc系统均可以实现电厂辅助车间的控制要求，而且将各控制系统联网后，全厂可实现控制系统一体化，同时可以降低工程造价和运行维护成本，最后，对火电厂控制系统一体化的前景做了总结。 [关键词]火电厂 dcs 控制系统 一体化

中图分类号：tu341 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）17-594-01

随着机组自动化水平的日渐提高，集中控制系统（以下简称dcs）在火电厂热工自动化控制领域得到了广泛应用。目前，火电厂dcs主要应用在机、炉、电的主机设备控制中，较少应用于辅助车间的控制中。经过前期深入的研究、分析、对比，重庆白涛化工园区热电联产工程决定采用火电厂控制系统一体化的设计理念，将全厂控制系统，统一纳入dcs进行控制，实现全厂dcs一体化控制。 一、电厂规划总体介绍

本工程为重庆白涛化工园区热电联产新建工程，为满足白涛化工园区集中供热需求，热岛项目核准建设总规模为：4×440t/h cfb锅炉（三运一备）+1×cc50mw高温高压抽汽凝汽式汽轮发电机组+2×cb30mw高温高压抽背式汽轮发电机组。本次一期建设规模为“2×440t/h循环流化床锅炉+1×cc50mw抽凝机组”。本工程实现全厂

dcs一体化控制，即锅炉、汽机、发电机及辅助系统的控制均由dcs实现，建立全厂辅助系统网络（以下简称“辅网”），辅网由水网（锅炉补给水系统、水汽取样、化学加药系统、原水预处理系统等）、煤网（输煤系统）、灰网（除灰系统、除渣系统、除尘系统、压缩空气系统等）组成，脱硫系统纳入dcs参与集中控制。 二、辅助车间采用plc控制的不足

随着机组容量的增大，辅助车间也越来越多，以往采用plc控制的方式已经渐渐暴露出它的缺陷与不足：

（1）部分控制子系统由工艺设备生产厂家配供，有的需要独立的监控值班点，不能从一套系统中监控需要监控的设备和参数，导致控制系统数量多、运行人员数量偏多和管理难度加大。 （2）目前运行的中型火电厂，已经有数十个辅助车间，大型火电厂更是如此，由于各个分系统的控制一般是随各自的工艺系统成套提供的，因此即使这些控制系统全部使用相同品牌、相同系列的产品，也依然不能能做到备品备件的共享，技术资料不统一，对系统管理、维护带来很多的不便[1]，未能从根本上解决问题，需要维护人员数量较多，增加了系统运行成本和管理成本。 （3）各控制子系统的供应商作业方式差异很大，部分电厂制订了辅助车间集中控制的目标，希望通过对原有控制系统进行整合，消除自动化“孤岛”[2]现形，但最终由于不同控制系统厂家协调困难、接口繁多、网络结构复杂等，造成操作响应慢，可靠性低，未到减少值班点的预期改造目的，系统依然存在“控制孤岛”现象。

（4）由于各子系统的控制基本都是随工艺设备成套提供，必然需要配备各自独立的控制器，这样无形之中就增加了很多成本，如果采用dcs一体化控制，只需要在各个辅助车间设置独立的远程i/o站即可。

三、采用plc与dcs对辅助车间进行控制的差别

从以下方面对采用plc与dcs对辅助车间进行控制来进行对比： （1）投资成本：由于电厂运行对系统稳定性要求极高，辅助车间的稳定性对整个电厂的稳定性起着至关重要的作用，因此，必须对辅助车间的稳定性提出极高的要求，这就要求各辅助系统的控制系统采用双机热备的模式[3]，但是个别辅助车间，被控设备数量有限，只有极少数的i/o点，因此造成了极大的浪费。另外，软件费用、人员培训费用也不可避免地增加了许多。采用dcs就避免了这个问题，只需要在各个辅助车间设置远程i/o站即可。 （2）系统结构：通过设置远程i/o站，将这些i/o点纳入全厂dcs公用系统进行控制，充分利用了dcs的dpu，是系统结构得到了精简，运行效率到了提高，并且减少了故障发生的频率，提高了系统的整体稳定性与可靠性。

（3）运行维护：对于运行人员而言，如果采用plc对辅助车间进行控制，则需要对各个设备厂提供的plc都要熟悉；而如果将辅助车间纳入全厂的dcs进行一体化控制，那么运行人员只需要熟悉dcs的日常运行维护工序就可以，这样可以极大地提高工作效率。 四、结论

随着火力发电厂的发展，在原有的控制模式下，火电厂的控制水平受到了极大的限制，火电厂控制系统一体化是火电控制系统发展的必然趋势。为火电厂的建设节约成本，同时为今后火电厂的运营维护提供极大的便利，为今后火力发电系统的控制水平的提高奠定坚实的基础。 参考文献：

[1] 陈瑞军，火电厂主、辅机dcs一体化控制的设计分析，内蒙古电力技术 2011（29）：11- 14

[2] 彭晓艳，利用分散控制系统实现火电厂监控平台一体化，华电技术，2011（10）：22- 24

[3].潘钢，余康，孙瑜，万晖，朱镜灵.大连庄河电厂600mw超临界机组一体化平台主辅控dcs系统.自动化博览.2009（11）：38- 43.