DCS系统在锅炉自控中的应用与作用-专业自动化论坛-中国工控网论坛

DCS系统在锅炉自控中的应用与作用点击：685 | 回复：7

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发表于：2018-01-16 16:56:09

楼主

DCS 是分布式控制系统（Distributed ControlSystem）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等 4C 技术，DCS 控制系统设计的基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。虹焱热电公司采用的 DCS 系统主要用于 75t/h 循环流化床锅炉运行的自动化控制当中，相比较以往的五台 40t/h沸腾炉的手动控制具有无可比拟的优越性：

闭环控制

监视方面

40t/h沸腾炉的运行监视，都是利用显示仪表来实现的。它们有着占用空间大、参数显示不集中、故障率高、维护量大的缺点，相对于 75t/h 循环流化床锅炉 DCS 系统而言，对于锅炉的各个参数，如压力变送器、流量、液位、温度等都能在比较形象化的监视界面上得以显示，并且还可以根据控制的需要在各关联界面予以显示，以提高其利用率。同时，在 2个操作站分别对锅炉的运行情况进行监视，保证锅炉的安全、高效运行。

在自动控制方面

在以往虹焱热电公司 5 台 40t/h 沸腾炉中，给水（减温水、给水总门、给水分配）、给风（1 － 4 床播煤风、鼓、引风）量的大小控制一直使用电动执行器开环控制来实现，如图 1 所示。它的原理是利用水门、风门的开度大小来调节送给量的大小，它的优点是应用技术成熟、控制稳定。但是，缺点是，控制精度不高，且单纯利用其控制，运行人员必须时刻集中精神，才能对各参量的变化做出相应的调节。由此，暴露出单一开环控制不可避免的无法实时动态调节的缺点。即使在某一个给水、给风量的环节上应用了 PLC（可编程控制器），实现了闭环控制，但是，PLC 是面向设备级控制的，并不能很好的将全部控制参量进行统一控制。应用 DCS 系统正好克服了这个缺点，它利用组态可以很方便的对现场设备进行管理，如需闭环控制，如图 2 所示，只要引入相应控制参量，在软件上完成相依的组态即可。例如，以应用在 75t/h 循环流化床锅炉上的单冲量（炉膛负压）引风闭环控制或三冲量（给水流量、主汽流量、汽包液位）给水闭环控制来说，能够在炉膛负压或汽包水位达到一定值的情况下，自动调节所接入高压变频器的控制频率，调节电机转速，从而完成水或风的参量闭环控制。实践证明，DCS系统的应用，不但节省了人员开支，而且还能对全部的给水、给风量均实现实时、精准的闭环控制，从而可以提高锅炉的燃烧效率，保证锅炉运行安全。

日常维护方面

对于实现 40t/h 沸腾炉的稳定运行，必须从监视、控制方面安装必要的显示、操作仪表来实现，这些仪表通常接线复杂，占用空间大，而且还必须有独立的电源对其进行供电，一旦出现故障，故障查找困难，更换时更加费时、费力，增大了检修难度。而对于应用 DCS 系统的 75t/h 循环流化床锅炉来说，无论是参量监视，还是控制操作，均通过 DCS的中央处理器 SM253 主控制卡对相应卡件进行管理，再由卡件传输到操作站。

1、从接线来说，所有来自现场的线缆（信号、控制）都集中在 DCS 的中央机柜中，并且按组对应各个卡件（如，SM313、SM314、SM322、SM331、SM332），通过定义的各个卡件的功能，一目了然的就知道接线代表的具体含义。而在操作站那边，仅仅一根通讯电缆就足够了。

2、从检修方面来说，如果是现场设备出现了故障，这时只要点击对应参量，就可以调出参量对应卡件的接线位置，然后，从对应卡件背部接线用万用表能够很容易进行查找，而一旦确定是卡件出现了问题，它还能够实现热插拔，检修方便、速度快，对其它参量没有影响，大大的提高了检修效率。功能扩展方面

1、由于 DCS 系统对于功能能够实现模块化管理，如果现场新增加了设备，它都能够从硬件方面的卡件，软件方面的组态得以快速实现，使他们能够与系统更好的融合为一体。如果是利用单一控制的 40t/h 沸腾炉来实现新的功能，必须先在空间布局，接线走向等方面进行设计，但是，原有的控制盘如果空间有限，势必要新增柜体，浪费资源。再一个，即便说利用40t/h沸腾炉单一控制理念已经实现了设计功能，但是，新增功能并没有很好的与现有功能相结合，以至于联调操作时，过度分散，不利于集中控制。

2、对于 DCS 来说，DCS 系统的网络平台不约而同的选择了以太网络，采用标准或变形的 TCP/IP 协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中，控制器、计算机均作为一个节点存在，只要网络到达的地方，就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外，基于 windows 系统的 OPC、DDE 等开放协议，各系统也可很方便的通讯，以实现资源共享。它能够在不改变原有接入系统的前提下，提供方便的接口，使之与己互联，成为一个整体。

虹焱热电公司 75t/h 循环流化床锅炉利用 DCS 系统十多年的经验告诉我们，它运行稳定、管理功能强大、能够很简单、方便的对现场设备实现集中管理，而且在检修维护方面，只要定期做好系统的清灰保养，维护工作量极低。即使系统出现问题，也能通过热插拔来更换相应的卡件，实现快速处理，特别是在主控卡、转发卡等核心部件上，都实现了“冗余”控制，安全性非常高！相对于没有改造的 40t/h 沸腾炉来讲，它能充分降低磁翻板液位计运行人员的操作强度，实现精准控制，同时，在运行监视方面，集中形象化的可视界面，能够让运行人员更好的掌握锅炉的燃烧状态，以便提高锅炉的燃烧效率。可以这样说，只要选择的 DCS 系统的容量足够大，它就能够同时管理多台锅炉，以实现其强大的分散控制，集中管理的功能 ! 在现如今，虽然，DCS 系统先期投入的大，但是，从以后生产运行来说，从人员的配备、后期设备的维护、管理等各方面节省下来的资金都是非常可观的！

结语

DCS 系统，作为科技发展的产物，它越来越多的融入到现代化生产当中，具有良好的发展前景，它的成功投入，必将改变以往生产模式，提高生产效率！

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