摘要：近年来，电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对分散控制系统（DCS）相关内容做了概述，分析了DCS控制系统稳定性的影响因素，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了系统抗干扰的措施，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：电厂；DCS控制系统；可靠性；抗干扰性
1前言
作为电厂DCS控制系统应用中的两项重要指标，其可靠性和抗干扰性的关键性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对电厂DCS控制系统的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步提高其可靠性和抗干扰性的最终整体效果。
2分散控制系统（DCS）概述
所谓DCS控制系统，也就是集散控制系统，是以计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术为基础发展而来的新型过程控制系统。就会影响到DCS硬件或软件的性能，从而使得机组的安全运行和经济指标间接受到影响，为此，在对DCS制作画面时，要广泛听取运行人员的意见，对于控制界面的操作变化要让他们充分熟悉。DCS具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点，控制功能更加完善，用户界面更加友好；数据通信的能力大大加强并向标准化方向发展；管理功能得到分散；可靠性进一步提高；系统的适应性及其扩充的灵活性增强。因此，这一系统可以帮助我们降低控制的成本，提升控制的自动化。对于DCS控制系统来说，它既可以对监控数据进行管理和显示，也能够对进行过程控制、数据采集，因此其在当前的工业发展中获取了很大的应用。管理控制系统时尤其要注意：机组在运行的状态下，要尽可能避免在线修改，或是对重要参数进行组态，若一定要进行组态修改，则要作好事故的预想，并制定出各项安全措施。若发生问题将有可能造成机组设备的严重损坏甚至人身安全事故。所以非常有必要分析DCS运行中出现的各类问题，采取措施提高火电厂DCS的安全可靠性。
3 DCS控制系统稳定性的影响因素
3.1DCS控制系统软件的影响
目前的DCS控制系统软件应用还不够成熟，软件的开发过程也比较换慢，最终导致DCS控制系统的应用效益并不高。当系统软件升级过程中出现问题时，将会直接影响到DCS控制系统的安全，例如控制器程序出现故障、控制模块的输入输出问题、历史存储数据异常等。另外，如果DCS控制系统与电厂中的其它模块连接不稳定，也会影响到系统的稳定性和可靠性。
3.2DCS控制系统硬件的影响
在DCS控制系统的硬件设计方面依然面临着一些问题，导致系统的控制卡件存在故障。系统故障与控制卡件的抗干扰能力和控制器功能的配置等有直接的关系。DCS控制卡件选用浮空的接地措施，如果控制卡件的电源接地后使执行部分的信号传输工作正常，一般执行部分的信号选用二线制传输，在大量的静电集聚之后很容易对系统造成电磁干扰，电磁干扰也成为DCS控制系统中的重要影响因素。为了保证控制系统的抗干扰能力满足要求，可以在电缆的安装过程中按照一定的顺序进行排列，同时保证电缆远离温度较高的环境，避免电缆受损。在控制系统设计的过程中，需要重视对系统配置的优化，提高控制部分处理信息的能力，为了避免控制功能的危险集中，需要选用科学的保护系统。如果控制器的数量不足时，可以结合实际配置情况增用控制器，实现对系统功能的合理控制[3]。通常情况下，室内环境温度会对系统电子元器件的工作产生影响，DCS控制系统的可靠性也会降低，如果空气湿度较低，系统在运行的过程中就将会产生大量的静电，影响计算机设备的运行。
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4系统抗干扰的措施
DCS系统的抗干扰是一个系统工程。要抑制或远离干扰源；切断或衰减干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这就是抑制和消除干扰的基本原则。
4.1采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰。在DCS控制系统中，电网干扰串入系统主要通过DCS系统的供电电源、传感器供电电源和与DCS系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。对于DCS系统供电的电源、传感器供电电源和DCS系统有直接电气连接的仪表供电电源，一般都采用隔离性能较好的电源。
4.2电缆的选择及敷设。信号电缆尽量选择屏蔽电缆，不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敖设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敖设，以减少电磁干扰。并合理接地，从而降低动力线产生的电磁干扰。
4.3软件抗干扰措施。由于电磁干扰的复杂性，尤其是在工业生产环境下，硬件抗干扰措施并不能将各种干扰完全拒之门外。要根本消除干扰影响是不可能的。因此在系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施如数字滤波、限幅和工频整形采样等，可有效消除外界干扰。
4.4硬件设备的抗干扰措施。（1）硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统。可采用信号在接入系统前，在信号线与地间并接电容、线路上增加续流或分流器件等措施，以减少共模干扰和差模干扰。（2）尽量远离避开大功率电气设备，如必须经过或一次设备安装在其附近时，需要设置单独的屏蔽层进行电磁隔离，或隔离与DCS有直接电气连接的一次部件，或隔离电器设备，视情况而定。信号电缆宜采用双屏蔽电缆，并合理接地。
5DEH系统软件升级
硬件升级完毕后，检查系统正常就可以进行DEH系统的软件升级了。软件升级分为DEH系统工程师站与操作员计算机升级、DPU软件升级和DPU内部逻辑修改三部分。
运行人员对DEH控制系统的监控与操作在DCS系统的操作员站上进行，因此DEH系统的工程师站与操作员计算机不但负责与DCS的通信，同时也兼有DEH系统的操作员与工程师站的功能。具体升级项目有：工控机的操作系统由WindowsNT升级为WindowsXPSP2，XDPS软件由XDP2.05升级为XDP6.0SP4，XDPS系统参数配置，DEH系统A、B、C网与DCS通信的通信网络配置。
DEH系统工程师站与操作员计算机正常后，启动XDPS系统软件，以超级用户登录进行DPU软件升级。由于DPU主板上的CF卡已带有操作系统WinCEXDPS6.0SP4，上电后DPU网络节点号默认为99，因此对于DPU的升级需要逐个上电，逐个进行升级，避免网络节点号冲突。DPU上电后XDPS的自检程序会显示DPU99已启动，连接DPU99，修改DPU的配置文件，将节点号99改为DPU的目标节点号，以11为例，重启DPU后在自检程序中会显示DPU11连接在A、B网上，依次完成其它的DPU升级。
6结束语
综上所述，加强对电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电厂DCS控制系统应用过程中，应该加强对其可靠性和抗干扰性关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1] 高军礼，邓则名，陈玮等.基于可靠性预测的DCS选型方法的研究[J].华南理工大学学报（自然科学版）.2016（10）：60-62.
[2] 白会贤，牛玉广，刘吉臻等.DCS电源供电系统的可靠性定量分析[J].自动化仪表.2017（01）：115-116.
[3] 路永宇.提高DCS运行可靠性的措施[J].化工自动化及仪表.2016（09）：88-89.
论文作者:王国朋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/12
标签：控制系统论文; 抗干扰论文; 系统论文; 可靠性论文; 电缆论文; 干扰论文; 措施论文; 《电力设备》2017年第28期论文;