DCS控制系統(tǒng)在電廠中的應用

徐偉

摘 要：DCS系統(tǒng)已逐漸從原來的配角角色轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q定各發(fā)電企業(yè)安全經(jīng)濟運行的主角地位。通過各項實踐證明，集散控制系統(tǒng)的應用，在大大減輕了工作人員的工作強度的同時，也提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：DCS;熱控;電廠

DCS控制系統(tǒng)即集散控制系統(tǒng)，它在運行過程中，運用若干微機進行分散控制，并通過管理計算機監(jiān)控全部信息，實現(xiàn)負荷與功能面的分散以及操作與管理的集中，是一種在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應用非常

廣泛的綜合控制系統(tǒng)，特別是在發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過程控制中發(fā)揮著重要的作用。DCS系統(tǒng)已逐漸從原來的配角角色轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q定各發(fā)電企業(yè)安全經(jīng)濟運行的主角地位。通過各項實踐證明，集散控制系統(tǒng)的應用，在大大減輕了工作人員的工作強度的同時，也提高了工作效率。

一、DCS控制系統(tǒng)概述

DCS又稱集散控制系統(tǒng)，簡單的說就是做到分散控制、集中操作、組態(tài)方便、配置靈活。系統(tǒng)主要的構(gòu)成有硬件和軟件;操作節(jié)點、控制站和網(wǎng)絡組成。操作節(jié)點由計算機和監(jiān)控軟件組成，包括操作站、工程師站、歷史站、通信站。控制站主要是指控制柜中的I/O卡件、主控卡件、電源模塊以及與I/O卡件相對應的端子板。在控制層，采用冗余的100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)，保證系統(tǒng)的可靠性;支持光纜、同軸電纜。在現(xiàn)場信號處理層，采用了1.5-12Mbps的PROFIBUS-DP總線連接中央控制單元和各現(xiàn)場信號處理模塊。此外，系統(tǒng)還提供標準的OPC接口、以便同其它智能單元如PLC、智能儀表等連接。DCS系統(tǒng)對生產(chǎn)工藝的狀態(tài)監(jiān)視有著不可替代的作用，它作為生產(chǎn)的控制核心，對保證其正常穩(wěn)定的運行有著重要的意義。DCS一旦產(chǎn)生故障輕者影響生產(chǎn)工藝的質(zhì)量，重者停機停爐。因此，保證其正常穩(wěn)定的運行對生產(chǎn)和安全有著極為重要的作用。

二、DCS技術(shù)的優(yōu)點與缺點

1.DCS技術(shù)能對多個操控對象進行運行控制，可有效降低設備運行時的故障率。DCS技術(shù)使控制功能較為分散，因此更能夠明確各自的控制工作。另外，DCS技術(shù)還可提高DPU設備的邏輯控制能力，由此表明DCS技術(shù)可靠性較高。

2.DCS技術(shù)能在各種設備及系統(tǒng)中應用，能實現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息交互，并且還能滿足各個運行系統(tǒng)擴容的要求，在提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和擴展性中的作用重大。

3.DCS技術(shù)具有分散性，各DPU控制任務較為單一，如果DCS系統(tǒng)某一個節(jié)點出現(xiàn)問題，操作者能快速找出問題所在，并及時進行維護，將故障有效排除，有利于保證DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4.工業(yè)現(xiàn)場使用的閥門、變送器及各類儀表大部分是模擬儀表，以模擬量操作為主，由于不具備數(shù)字信息傳輸功能，因此在進行計算機網(wǎng)絡管理時，有可能會出現(xiàn)問題，從而嚴重影響到整個網(wǎng)絡管理的合理性。

5.通常不同廠家生產(chǎn)的DCS系統(tǒng)運行模式、組態(tài)軟件、運行參數(shù)都有很大差異，如果不能有效解決這一問題，將有可能導致全廠DCS系統(tǒng)無法組網(wǎng)、系統(tǒng)應用受限。外加DCS系統(tǒng)開放性有限，在數(shù)據(jù)信息交互轉(zhuǎn)換時，需要通過其他儀器設備進行，如此一來，將增加DCS系統(tǒng)的運行成本，影響DCS系統(tǒng)的發(fā)展。

三、DCS熱控自動化設備的安裝要求

1.控制好安裝環(huán)境

DCS熱控自動化設備是一種精度非常高的科技產(chǎn)品，對安裝環(huán)境的要求相對也比較高。因此，在進行DCS熱控自動化設備安裝時，必須充分考慮到DCS熱控自動化設備的安裝環(huán)境。在室內(nèi)的裝修、消防、空調(diào)的安裝等相關(guān)工作結(jié)束后，對室內(nèi)的溫度以及濕度采取有效的控制措施，使其符合相關(guān)的實際要求標準。尤其要注意安裝環(huán)境的磁場強度，高強度的磁場會對計算機系統(tǒng)造成嚴重影響。因此，必須將環(huán)境的磁場強度控制在相關(guān)規(guī)定范圍內(nèi)，禁止在計算機附近使用大功率的電子產(chǎn)品。

2.安裝接地要求

DCS熱控自動化系統(tǒng)必須要進行接地處理，因為只有經(jīng)過接地處理，才可以為系統(tǒng)提供統(tǒng)一的基準電壓參考標準。在進行接地處理時，接地設備要處于獨立狀態(tài)，在有意外情況發(fā)生的時候，接地設備可以快速的將過載電流引入地下，避免對系統(tǒng)造成危害。這樣在很大程度上提高了DCS熱控自動化系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，而且還可以有效的避免外界信號對DCS熱控自動化系統(tǒng)造成干擾。由于DCS熱控自動化屬于高科技成品，因此對接地處理的要求也非常高，在進行接地處理時，必須嚴格遵守相關(guān)要求標準，確保接地處理的準確性。

3.安裝線纜要求

線纜的選擇對于DCS熱控自動化設備安裝非常重要，所選用的線纜的質(zhì)量和性能必須完全符合實際要求。在設備安裝的過程中，必須將有源和無源信號合理分離，還要將屏蔽和非屏蔽信號準確辨別，防止兩種信號之間出現(xiàn)干擾。除此之外還需要注意，要將強和弱電流的有效層次和距離合理劃分，將其與其它電纜之間的距離控制在合理的范圍內(nèi)，避免設備正常運行時受到干擾。在進行DCS熱控自動化設備電纜安裝時，為了防止其會受到損害，應對線纜的絕緣部分進行有效的保護處理。

四、DCS控制系統(tǒng)常見故障

1.運行容易受環(huán)境干擾、電源容易出現(xiàn)故障

DCS集散控制系統(tǒng)的運行對周圍環(huán)境的要求極高，由于DCS集散控制系統(tǒng)的信號處理功能很容易受到周圍環(huán)境中各種信號的影響，因此在使用DCS集散控制系統(tǒng)的過程中，必須有效避免在周圍環(huán)境中使用其他的電子設備，從而避免DCS集散控制系統(tǒng)受到環(huán)境的影響而出現(xiàn)信號故障。除此之外DCS集散控制系統(tǒng)還有可能在電源方面發(fā)生故障。由于設計者考慮不夠充分，導致系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)的過程中常常會發(fā)生電源短路的問題，而又由于電源在出現(xiàn)故障時沒有及時和備用電源進行切換，因此就影響了系統(tǒng)運行的連續(xù)性。

2.網(wǎng)絡故障和軟件故障

由于DCS集散控制系統(tǒng)在本質(zhì)上隸屬于局域網(wǎng)系統(tǒng)，因此也有可能會出現(xiàn)網(wǎng)絡方面的障礙，影響系統(tǒng)的運行?，F(xiàn)在DCS集散控制系統(tǒng)在我國已經(jīng)被普遍使用，而在整理了相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)之后，發(fā)現(xiàn)DCS集散控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡障礙主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是網(wǎng)絡的線路堵塞，二是網(wǎng)卡故障，三是IP地址錯誤，以上的三個問題出現(xiàn)任意一個，都會影響整個DCS集散控制系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。除了容易發(fā)生網(wǎng)絡故障之外，由于DCS集散控制系統(tǒng)中的各個軟件來自于不同的開發(fā)商，因此很容易產(chǎn)生不兼容的情況，從而影響整個系統(tǒng)的使用效率。

3.人為故障

除了客觀的軟硬件等各種因素之外，DCS集散控制系統(tǒng)的問題同樣也來自于人為方面，比如說工作人員由于不熟悉系統(tǒng)的操作規(guī)范而導致的重復指令或者使得整個系統(tǒng)處于超負荷運轉(zhuǎn)的情況。一旦出現(xiàn)這些情況，系統(tǒng)可能會癱瘓

五、DCS控制系統(tǒng)的檢修與維護

1.硬件管理與維護

一般來說，無論是輸出模塊還是輸入模塊出現(xiàn)故障，都必須要對系統(tǒng)進行修復。如果出現(xiàn)故障的情況，就需要更換模塊解決問題。由于很多人員沒有正確認識儀表制作技術(shù)，自身的水平也不高，對內(nèi)部元件老化導致的熱控模塊故障問題無法準確進行判斷，需要專業(yè)人員進行模塊維修。這就需要定期培訓技術(shù)人員，在發(fā)生設備故障時，對故障進行深入剖析檢查，通過分析、與廠家專家溝通等方式，了解發(fā)生故障的原因及處理方法，不斷提高自身的技術(shù)水平。

2.軟件管理與維護

除了對應用軟件進行備份外，還需要全面仔細的記錄應用軟件的變化，對軟件功能進行全面深入的測試，特別是對各級別權(quán)限要嚴格進行檢測。對各類軟件要進行規(guī)范管理，對軟件要及時進行更新。設備在處于維修狀態(tài)的時候，要進行隔離和維護。如果故障排除的難度比較大，需要按照設備的運行現(xiàn)狀，選擇最為合適的方式進行排查。如果操作員站無法正常運行的時候，要及時斷電或是調(diào)節(jié)電路控制器，停止運行。還需要對設備、軟件的監(jiān)管制度不斷進行完善，確保軟件的運行安全。

六、結(jié)語

電力企業(yè)要不斷創(chuàng)新或是優(yōu)化當前DCS控制系統(tǒng)，做到預防為主，并制定科學、合理、可行的維護策略和方式方法，最大限度的滿足企業(yè)需求，確保DCS系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運行，助推企業(yè)穩(wěn)健長遠發(fā)展。

（國電吉林龍華長春熱電一廠? 吉林? ?長春? 130000）