本研究立足于DCS（分散控制系统）技术的深度应用，鉴于其技术成熟度高、通过计算机程序精准实现生产过程的分散控制与集中管理等特点，在火电及其他工业领域得到了广泛应用与认可。本研究旨在通过具体案例分析，探讨如何通过系统整改与优化，进一步提升DCS系统在复杂工业环境中的运行效率与稳定性。

1 DCS系统需求分析

1.1 系统组成

该案例电力单位所采用的DCS系统，其构成复杂而精密，涵盖了机柜、控制程序、I/O单元等多个关键组件，形成了功能完善、控制流程明确的系统架构。具体而言，每个控制器均设计有强大的扩展能力，支持连接多达4组IO总线，而每组IO总线又能灵活接入12个I/O单元，确保了数据传输与处理的高效与稳定。机柜：系统配置了多样化的机柜类型，包括控制机柜、I/O扩展机柜等，这些机柜不仅设计合理、尺寸灵活，还具备高度的兼容性，能够无缝融入原系统，有效降低了改造成本。同时，各机柜均实现独立供电，保障了系统的稳定运行与安全可靠。iDPU控制器：作为系统的核心部件，iDPU控制器集成了高性能处理器、大容量内存及多个串口等关键组件，以其强大的数据处理与通信能力，确保了系统指令的准确执行与快速响应。I/O单元：系统内的I/O单元具备高度的智能化水平，能够自主完成信号采集、模数转换、算法调控及与iDPU的实时通信等功能，为系统提供了精准、可靠的数据支持。

1.2 硬件分析

控制器：DCS系统配备了多种类型的控制器，以适应不同场景下的控制需求。本次改造重点针对通讯型控制器进行了优化升级，通过增强其网络接口与通讯控制接口的配置，进一步提升了系统的通信效率与数据处理能力。扩展程序：扩展程序作为系统的重要组成部分，主要负责为I/O单元、电源等提供必要的支持与保障。通过优化扩展程序的配置与布局，有效提升了系统的扩展性与灵活性。模拟量输入单元：模拟量输入单元作为系统智能采集信息的关键环节，其内置的处理器能够同时处理多达16路信号（包括热电偶、热电阻等类型），并通过电磁兼容接口、I/O转换等流程对输入信号进行精确处理与分析。在改造过程中，针对现场温度元件较多的情况，特别增加了相应的处理程序数量，以确保数据采集的准确性与实时性。

1.3 软件分析

人机接口作为DCS系统的核心交互界面，集成了操作员站、工程师站等多个站点，是各岗位人员执行操作与监控的终端平台，其重要性不言而喻。人机接口所运行的“MPC总控应用”控制程序，直接决定了系统改造后的性能表现与用户体验。在案例电力单位的DCS系统改造项目中，这一控制程序扮演了至关重要的角色。

“MPC总控”应用软件的构成：启动总控程序后，用户可直观地在系统界面上执行用户注册、图形生成、测点检查、数据概览及警报日志查看等功能，这些功能共同构成了DCS系统高效运行与管理的基石。“MPC总控”的操作界面概览：操作主界面以图形化方式呈现，用户通过点击“图形”按钮即可进入系统的主菜单，进而访问包括01号热网系统、11号系统总图、12号协调主控、14号汽水系统、16号炉膛系统、21号风烟系统、22号送风系统等在内的各项子系统。例如，在查看51号循环水泵时，总控系统能够详尽展示该泵的技术配置，如排污泵×2台、循环水泵×2台、液控蝶阀×2台等，为用户提供了全面的设备信息。

2. 连锁逻辑优化

针对循环水泵的运行特性，我们特别设计了精细的连锁逻辑，以确保其安全、高效地运行。

循环水泵运行条件优化：为避免水中气泡对叶轮造成冲击，确保叶片的完整性，我们采取了将叶轮完全浸入水中的策略。同时，考虑到系统内水位变化可能导致的冷却水循环异常，进而引发泵体损坏的风险，我们在循环水泵出口处增设了一组蝶阀，以增强系统的隔离性。通过调整油压，我们可以精准控制蝶阀的启闭状态，从而有效应对各种工况变化。循环水泵逻辑调控策略：在连锁逻辑设计中，我们特别关注了不同工况下循环水泵与蝶阀的协同工作。例如，在40号循环水泵停运时，连锁启动39号循环水泵，并根据蝶阀的开启角度与循环水泵的运行状态，制定了详细的工况应对方案。具体包括：当39号循环水泵运行1分钟后蝶阀开启角度较小时关闭该泵；当泵体运行正常且蝶阀处于75°角度时暂停运行；以及在蝶阀完全关闭状态下安全关闭循环水泵等。通过这些逻辑控制方案的优化改进，我们确保了循环水泵与蝶阀启闭次序的合理性与高效性。

3. 系统试运行与评估

3.1 热控系统全面调试

调试过程涵盖了多个关键方面：DAS系统调试：通过多点位、多维度（如流量、压力等）的细致测试，验证了系统接线的规范性，并逐一核实了测点名称、量程等关键信息的准确性。同时，我们检查了水位、流量等补偿方法的正确性，确保DAS系统在组态、通讯、画面展示及实时数据反馈等方面均能满足系统运行的严格要求。ECS系统调试：针对ECS系统中的各个测点，我们逐一核对了其名称、量程及警报设置的准确性，确保参数设计符合实际需求。控制系统调试：通过阀门、电机等节点的启闭测试，我们不仅验证了接线的正确性，还记录了阀门启闭所需的时间，为后续的维护与优化提供了宝贵数据。此外，我们依据《连锁保护试验卡》中的规范，逐一测试了连锁保护效果，并确保了所有测试结果均经过人员签字确认，以保证测试的权威性与可追溯性。锅炉安全监测调试：在锅炉安全监测方面，我们重点检查了MFT及锅炉各功能模块的完好性，验证了油枪、点火枪等关键设备的正常运行状态，并观察了火检信号的显示顺序与热工测量设备的读数准确性。模拟量控制程序调试：针对模拟量控制程序，我们着重检查了设备连接的规范性及系统参数设计的准确性，同时验证了热电阻、热电偶等关键参数设计的适用性，确保系统能够稳定运行并准确响应各种控制指令。

3.2 应用效果与评估

经过上述一系列调试与优化工作，新改造完成的DCS系统展现出了卓越的控制效果：

循环水泵控制优化：通过在循环水泵控制程序中引入连锁控制策略，我们有效提升了水泵调控的安全性与可靠性，确保了设备在复杂工况下的稳定运行。脱硝系统智能调控：采用PID控制程序对脱硝系统进行精细调控后，喷氨调节门处于了更加稳定、精准的控制状态。这不仅使得脱硝系统运行更加平稳，还满足了机组环保运行的严格要求，为实现绿色生产目标奠定了坚实基础。

结语

本案例单位通过针对循环水泵与脱硝生产两大核心环节的DCS控制程序优化设计，成功实现了系统性能的全面提升。改造后的DCS系统不仅在循环水泵调控方面展现出了更高的安全性与可靠性，还在喷氨调节门控制上实现了智能化升级，充分满足了案例单位环保生产的技术目标。

参考文献：

[1]王世侠.煤矿变电站自动化控制系统[J].工矿自动化,2023,49(S2):150-151.

[2]马亮.选煤厂集散控制DCS系统的设计与实现[J].微型电脑应用,2023,39(11):160-163.