马晓鸿 王勇 李敬达 桑秀军
（华能沁北发电有限责任公司 河南省济源市 459012）
摘要：DCS系统是电厂供电系统中的核心元件，DCS系统的功能直接影响着电厂的正常运行。在电力资源形势日益紧张的背景下，加强DCS系统的研究，提高DCS运行可靠性成为了电厂企业的必然选择。本文将结合我厂使用的和利时DCS系统运行状况来探讨如何提高DCS系统的运行可靠性。
关键词：电厂DCS系统可靠性运行研究
1. DCS系统结构特点
1.1 系统的结构特点分散控制系统（简称DCS），在国内往往被称为集散控制系统。其功能特点是“控制分散，管理集中”。在系统结构上体现为一个以通信络为纽带，由过程控制级和过程监控级共同构成的多级信息技术系统。显然，在技术成分上其涵盖了计算机、通讯、显示和控制等4C技术。
1.2 系统的设计理念与应用现状
DCS控制系统在系统设计的理念方面，是基于分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便而进行系统的开发与设计。随着现代信息技术手段在我国电力系统的广泛应用，DCS系统也越来越多地被应用于电厂生产控制中。所以，要保证电厂运行良好，就必须保证DCS系统运行的可靠性。
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2. 提高电厂DCS系统运行可靠性的技术措施
2.1 选择抗干扰能力强的产品，提高系统可靠性
在选择DCS设备时，要注意以下几个方面：第一，要选择有较高抗干扰能力的产品，包括系统的电磁兼容性、抗外部干扰的能力，如是否采用浮地技术，看产品的隔离性能，隔离性能好的DCS系统，能够避免大功率设备间的相互影响；要仔细了解生产厂家给出的各种抗干扰指标，如系统的差模拟制比、共模拟制比、耐压能力、允许工作的磁场强度和功率。第二，DCS控制系统硬件要有高可靠性，电子模件能热拔插，控制系统从结构上要采用冗余技术。第三，考查该DCS系统在其它电厂应用于类似工作中的实践情况，优先考虑有良好运行业绩的控制系统，进口系统或国内知名的DCS控制系统。
2.2 安装时切断干扰途径，提高系统设计可靠性
第一，电源布置要规范。电源供电的稳定可靠性直接影响到信号的采集和通讯的传输。因此，一定要保证信号和通讯电源的变化均在规定的范围内。①DCS系统一般都有冗余供电，取两路不同UPS的电源来为整个DCS系统提供交流电源。DCS系统的电源冗余配置，能够保证在断一路电的情况下系统内功能模块正常运行，能够保证操作监视系统至少有一半设备能够正常工作。②测量DCS系统的220V、24V、5V电源，并按要求调整在规定范围内。第二，控制器合理分配。DCS系统的功能、构成相差不大，但控制器控制着总线上的信息交换速度，其分配是否合理影响着控制器的负荷。控制器多，则信号传输太多，系统太过分散，价格贵，且多个故障点。控制器少，控制器负荷太高，系统太集中，影响工作安全。所以设计时要尽量遵循一个控制器发生故障时影响的生产系统尽可能少的原则，对于主要控制器，要采用冗余配置，控制器的对数配置，应严格遵循机组重要保护和控制分开配置的独立性原则，控制器负荷配置要均匀，一般来说控制器的负荷不能超过50％。第三，系统接地和电缆敷设严格要求。①接地是提高DCS系统设备抗干扰性的有效手段，在某电厂安装调试完成正常运行几个月后，在冬季突然发生现场设备正常运行，但操作员站和工程师站信号丢失，十几秒后恢复正常。经检查网线、交换机、通讯卡件等均检测不出问题，几天后又出现同样故障；最终检测出系统接地在冬季不符合要求，增加接地极降低接地电阻后故障排除。②电缆要严格按照分层布置原则，强弱电走向分开，互不干扰，屏蔽线要可靠接地。在某电厂调试过程中一温度信号在运行过程中出现突然升高或降低超过10℃的情况，其原因是热电偶的信号线与某台变频电机动力线敷设距离不符合要求，当电机开启时干扰导致温度显示突然降低。
2.3 DCS系统运行管理
前文对系统选型进行了详细的探讨，那么在选到了性能优越的DCS控制系统后，正确地使用该系统并加强日常运行管理对提高系统运行的可靠性就显得尤为重要了。笔者认为要从以下几方面采取措施：第一，加强对系统的日常维护。具体来说需要对DCS设备进行日常的维护保养。比如及时清理灰尘；注意调控好调节控制室内的温度和湿度，以最大限度地减免设备的老化，从而保证系统的良好运行。第二，建立系统日常巡检制度。电厂DCS的运行，需要建立日常巡查制度并严格执行，这样有利于对DCS控制系统存在的问题做到早发现早处理。加强日常巡检工作有利于避免外在因素导致的DCS系统瘫痪，从而有效地保证了发供电主机系统良好稳定的运行。第三，根据设备情况定期进行切换。对于控制系统，服务器可能在运行一段时间后占用系统较大的内存，从而导致了数据处理缓慢，造成假死现象，进一步引起DCS监控系统瘫痪。所以，对于冗余的控制系统应当定期进行设备切换，使系统重启，释放空间，保证操作系统的可靠运行，进而保证控制系统的正常运行。第四，保证设备不作其他用途。对于DCS系统的应用，系统中监控用的操作员站和服务器必须做到专项设备专人管理，硬件设施不作其他共享或用途，以避免由此带来外界病毒木马等安全威胁，导致系统崩溃。
2.4 DCS系统的检修管理
在开展了上述两个大的方面的工作之后，还需要对DCS系统进行技术上的检修与管理。具体来说可以采取以下几点措施：第一，定期对系统数据库进行备份。数据是维护系统运行可靠性的重要信息来源，当前应用较多的SQL数据库系统具备自动更新的功能，因此有必要对数据库进行定期的备份与管理，以确保系统数据库不被损坏或丢失，维护系统安全。第二，定期记录系统运行情况。电厂DCS系统在运行退出之后，管理者除了履行日常的维护之外，对系统运行的相关数据情况也要做详细记录，比如系统空间点用率、画面刷新率、冗余服务器切换时间等。这样就有利于我们对系统出现的变化进行分析，总结其中规律，从而为问题的解决提供科学可靠的信息和依据。第三，对DCS系统板卡定期检查。因系统上电往往需很长时间才有机会对板卡进行检查，因此在DCS系统退出运行时，应对各输人输出模件、控制器模件、电源模件、通讯模件进行详细检查，确保各模件不会因环境问题出现损坏现象。
3.结语
DCS系统是电厂电力系统的重要内容，DCS系统功能的正常发挥直接影响着电厂的供电系统的正常运行。提升电厂DCS系统的运行可靠性是电厂未来发展的必然选择，本文对我厂和利时DCS系统运行故障进行了专门化处理。
参考文献：
[1]杨清顺.DCS系统控制器故障分析.自动化应用，2013（1）.
[2]齐金成.DCS系统的常见故障及排除.产业与科技论坛，2012（20）.[3]侯
论文作者:马晓鸿,王勇,李敬达,桑秀军
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/29
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