计算机DCS系统在供热监控中的应用

摘 要：本文通过计算机DCS系统在供热监控中的实际应用，论述了热网循环水仪表系统技术改造的必要性和重要性及改造后取得的经济效益和社会效益。
关键词：热网；循环水；DCS模块;模拟输入/输出
　　沈阳热电厂是热电联产企业，热负荷作为电厂的生命线，对热电厂的经济效益有直接影响：为了提高我厂的经济效益，在现有供热基础上挖掘潜力，大力发展冬季居民供暖用热负荷势在必行。
1 仪表系统技术改造
　　热网循环水仪表系统计量和显示供水、回水、补水的压力、温度和流量等供热参数，每一个计量点分别有微机计量仪表和常规显示仪表两套装置?其中微机计量装置用于供热贸易计量，而常规显示仪表主要为运行人员监视、调整运行工况和运行方式提供参考依据。常规仪表均采用DDZ一2型仪表， 自投入运行以来，从未更换过，已超期使用，设备老化，精度降低，指示值与微机计量系统对照不上，使运行人员无法对运行工况作出正确判断，影响正常生产和计量，不利于热网系统和设备安全稳定运行：
　　热网循环水管网系统进行全面改造后，供水管道由原来的中630更换为中1020管径，最大负载流量增至12000t／h，相应的节流装置随之而改变。常规仪表系统中，一次仪表用横河四川仪表厂生产的EJA型变送器取代DDZ一2型仪表；取消所有的二次仪表，用一台计算机DCS系统集中显示运行所需的所有参数，改变了传统、分散的显示方式，提高了计量精度，保证热网系统安全稳定运行。
2 DCS系统硬件组成
　　DCS系统是指计算机数据采集、控制系统。它的工控机系统由信号调理箱、工业计算机组成，UPS负责给DCS系统所有硬件提供电源，是系统中的关键设备。为了给系统变送器等设备提供可靠、稳定的直流24V电源，DCS系统配置了两个24V电源，当其中一个故障时，另一个24V电源自动投入工作。本系统使用STRP一16系列模板来处理0～5V标准信号，是一种全隔离的模拟信号输入板。它专门配合CONTEC公司生产的模数转换接口 板使用。STRP一16系列模板为模块化的结构， 安装在端子箱内，工业现场信号如压力、铂电 阻电阻值、差压等直接连接在模板的接线端子 上，输出信号通过连接电缆与CONTEC的模 数转换接口板相连接。
3 DCS系统模块功能
　　热网DCS系统所使用的软件是美国ICONICS公司的GENESIS FOR W｛ND0WS（GFW）工控软件，该软件主要由以下几个模块组成：工程管理模块、系统图组态模块、控制逻辑组态模块、趋势组态模块和报警组态模块等。其中，工程管理模块主要实现管理应用系统中的系统图组态、控制逻辑组态、趋势、报警等子模块，设置系统运行参数等功能。在工程管理画面中，用鼠标左键双击“RTS”直接进入绘图系统。利用系统提供的算法块可实现各种控制功能。热网DCS系统控制逻辑中使用的模块功能如下：
　　（1）AI模块功能：把从一次仪表采集到的现场信号转换成工程量，并把该工程量传递给控制逻辑中的其它功能块。
　　AI模块主要参数如下：
　　TAG NAME：变量名称
　　UNITS：工程单位
　　HI RANGE：量程上限
　　LO RANGE：量程下限
　　INH ALM：报警禁止／允许
　　HI ALM：高限报警值
　　LO ALM：低限报警值
　　（2）模拟输出模块（AOUT）功能：把控制逻辑计算出的工程量通过模拟输出板卡，转换成模拟输出信号，即0UT=％ RNG。AOUT模块主要参数如下：
　　RAW RNG：D／A转换量程
　　RAW L0W：D／A转换量程下限，常取0。
　　（3）开关量输入模块（D｛）功能：从开关量输入板卡采集开关量信号。
　　（4）开关量输出模块（DOUT）功能：把模块的输入信号输出到开关量输出板卡。
　　（5）逻辑运算模块功能：实现输入信号各种运算。
　　（6）开关模块功能：该模块相当一个单刀单掷开关，当控制端为1时，选择输入1作为输出信号；当控制端为O时，选择输入2作为输出信号。
4 DCS系统应用成果
　　升级改造后的DCS系统，在系统的可靠性、安全性上有了质的提高，极大地改善了循环水显示仪表系统的实时性和准确性，可动态实时显示循环水供热管道有关参数和热网循环水供用工况（实时显示供、回水压力、温度、流量等参数），为运行人员及时调整运行方式和工况提供了准确依据，满足了安全生产的需要。在技术上保持了先进性，从根本上懈决了系统软硬件及接口的通用性、开放性和标准化问题，进一步提高了系统可维护性，大大降低了系统的维护成本。
　　通过彩色显示器，提供全中文操作界面和数字、棒图、曲线、流程图等多种显示方式；将现场数据采集到实时数据库中，并根据数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成超限报警、故障报警、趋势曲线、历史记录、数据查询、检索等监控功能，并生成历史数据文件。
5 结束语
　　本系统升级改造后，最大供暖流量可达到9200t／h 可以满足目前供暖流量；降低供暖设备故障率，为今后循环水热力市场开发提供技术和设备保证。改造后，循环水系统调度管理达到一个新的水平，更好地实现了循环水的综合管理和监控，对于提高循环水热网系统的运行质量和全厂的生产经营管理水平、提高企业经济效益和社会效益有着重要的意义。