論ＤＣＳ控制系統(tǒng)可靠性的提高

秦利彬

摘要：在工業(yè)實踐中，控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題是正常的，但我們工程技術(shù)人員有責任和義務(wù)使控制系統(tǒng)盡可能少地出現(xiàn)嚴重影響安全的問題。對于控制系統(tǒng)多次出現(xiàn)的問題，我們要多分析，勤總結(jié)，尋找問題的共性，并有針對性地采取措施進行改進，使DCS控制系統(tǒng)能更好地為電力生產(chǎn)的安全經(jīng)濟運行服好務(wù)。

關(guān)鍵詞：DCS；可靠性

1 DCS控制系統(tǒng)可靠性

DCS為分散控制系統(tǒng)的英文縮寫，上世紀八十年代中后期，我國開始在成套引進的發(fā)電機組上應(yīng)用DCS，至目前，無論是大機組還是供熱的小機組，DCS的應(yīng)用已越來越廣泛，為電力生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟運行做出了巨大貢獻。對于各個電廠來說，控制系統(tǒng)的可靠性對整個電廠的安全可靠性是生死攸關(guān)的，如何盡可能的提高DCS的可靠性，從而保證電力生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟已成為一項越來越重要的工作。本文從DCS控制系統(tǒng)角度，從控制系統(tǒng)選型、設(shè)備安裝、程序設(shè)計和調(diào)試驗收以及技術(shù)培訓等方面，就如何提高整個DCS的可靠性進行了闡述。

2 DCS控制系統(tǒng)選型

不論在新建機組還是老機組進行的控制系統(tǒng)改造，均面臨著盡可能質(zhì)優(yōu)價廉地選擇理想的控制系統(tǒng)的問題。在此，我們姑且撇開控制系統(tǒng)的價格，僅從提高可靠性要的角度來考慮，在DCS選型過程中需要注意以下各方面的問題：

2.1 在選擇DCS控制系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮有在類似機組上良好運行業(yè)績的控制系統(tǒng)，這樣的控制系統(tǒng)通過了工廠試驗和實際投運，其可靠性得到了時間的檢驗。

2.2 控制系統(tǒng)的硬件一定要具有高可靠性，在電子元器件上的生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)上采用了成熟技術(shù),電子模件最好能熱拔插?？刂破鞯倪\算和存儲能力要足夠，IO卡件具有很強的抗干擾能力。

2.3 控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上要充分地采用冗余技術(shù)。對于控制系統(tǒng)的控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊等必須冗余，且各冗余設(shè)備之間必須能實現(xiàn)無擾切換。采用冗余結(jié)構(gòu)不僅能避免控制系統(tǒng)的局部故障擴大事故，保證機組安全穩(wěn)定運行，同時也保證設(shè)備故障的在線排除，從而消除事故隱患。

2.4 控制系統(tǒng)軟件的可維護性要好。尤其是以下幾個方面：程序及軟件的穩(wěn)定性好，不會出現(xiàn)系統(tǒng)或單個控制器死機等問題；系統(tǒng)自診斷性好，控制器及I/O信號有出錯報警；人機交換友好，可以在線修改程序及下裝；備品備件有可靠保證，在15年內(nèi)采購容易且周期短，價格低；控制系統(tǒng)軟件的可讀性好,其組態(tài)功能塊的功能是否能輕易實現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)的各種工藝功能的需要。

3 施工工藝和質(zhì)量

對DCS控制系統(tǒng)的安裝有嚴格規(guī)定，選擇有良好資質(zhì)和施工經(jīng)驗的施工單位尤其重要?？刂葡到y(tǒng)選型一旦確定后，施工單位的技術(shù)人員要一同介入控制系統(tǒng)設(shè)計、出施工圖、制定施工措施和進行技術(shù)培訓等。工程開工前，必須根據(jù)工期要求,制定嚴格的進度計劃，并要求施工單位組織好施工力量，拿出他們的施工方案。在DCS安裝、調(diào)試中尤其注意以下問題：

3.1 施工中要注意盤柜與地的可靠絕緣和盤柜母線的可靠接地，同時對孔洞等必須做防火處理，盤柜等要有防振動措施。

3.2 敷設(shè)電纜時尤其要注意強電弱電分開，屏蔽線的可靠接地和抗干擾。在布線過程中一定要按照設(shè)計圖紙施工，在接線中，電纜及芯線標記要清晰完整，能長期保持；壓接端子必須用絕緣管預(yù)裝端頭處理。

3.3 要嚴格控制電子設(shè)備間的環(huán)境條件，注意搞好消防、空調(diào)、通風及照明等工作。尤其要提的是通風和空調(diào)，由于DCS控制系統(tǒng)溫度要求嚴格，所以應(yīng)盡早將空調(diào)系統(tǒng)投入運行，空調(diào)的出風口不能正對機柜或DCS其他電子設(shè)備，以免冷凝水滲透到設(shè)備內(nèi)造成危害；同時，電子卡件決不允許有粉塵進入，所以，要求電子間能一直保持環(huán)境清潔和濾網(wǎng)干凈，注意除濕和調(diào)整好溫度。

4 程序設(shè)計和調(diào)試驗收

在程序設(shè)計和驗收過程中，要充分調(diào)動全體員工的積極性，使大家盡可能多地對DCS控制系統(tǒng)進行了解、熟悉和掌握。在組態(tài)和驗收中，要特別注意以下問題：

4.1 在程序組態(tài)設(shè)計中，一定要采用保障機組安全運行控制策略。保護或連鎖的邏輯判據(jù)必須是充要的。對汽輪機轉(zhuǎn)速、汽輪機潤滑油壓力等，宜采用硬接線保護和軟件保護相結(jié)合，建議采用常閉信號，以確保保護的可靠投入；對重要的三取二保護信號，要采用模擬量和開關(guān)量進行組合，在保證重要主設(shè)備安全的前提下，建議盡可能采用常開信號，以避免保護的誤動作。

4.2 在控制系統(tǒng)選型、設(shè)計、測試、驗收、投入運行和在線調(diào)整各階段，程序設(shè)計和測試人員一定要全程參與，要結(jié)合類似控制系統(tǒng)使用中存在的問題，嚴格審核保護控制邏輯設(shè)計和組態(tài)的合理性。測試中一定要全面測試所有的回路，要仔細記錄各次檢查和試驗結(jié)果，若發(fā)現(xiàn)與軟件相關(guān)的問題要立即與供應(yīng)商取得聯(lián)系，并將情況完整地反饋給他們以盡快解決問題。

4.3 要有必需的后備手段：重要的保護和聯(lián)鎖，出了有通訊連接外，還必須具有硬接線方式；對重要的調(diào)節(jié)設(shè)備，除了在操作員站上有軟手操外，還必須有后備手操，以便在DCS控制器或I/O模件發(fā)生故障時，仍可以對重要設(shè)備進行及時干預(yù)。

5 人員管理和技術(shù)培訓

DCS選型一旦確定后，在進行系統(tǒng)搭建、硬件測試和和程序組態(tài)前，必須對有較強實踐經(jīng)驗的熱控工程師和運行操作人員進行相關(guān)的培訓工作，培訓工作必須以仿真機和實際系統(tǒng)相結(jié)合，做到有的放矢。

5.1 對操作人員的培訓：由于操作不當可能影響DCS硬件或軟件性能，會間接影響機組的安全行和經(jīng)濟指標，所以在DCS做畫面過程中要廣泛征求運行人員的意見，讓他們參與設(shè)計和調(diào)試，以讓他們充分熟悉控制界面的操作變化，知道如何操作。對啟停設(shè)備、手/自動切換等日常性操作和事故預(yù)想，應(yīng)編制完整的操作規(guī)程，進行技術(shù)培訓和演練，要充分利用DCS控制系統(tǒng)調(diào)試階段對相關(guān)運行人員進行全面培訓。

5.2 對熱控人員的培訓：對熱控人員的培訓要注意各有所長，由于DCS控制系統(tǒng)涉及的知識面很廣，要短時間進行全面掌握是不可能的。所以要充分考慮熱控人員文化素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平的差異，優(yōu)先對條件較好的熱控工程師進行不同方面的比較深入的培訓。通過培訓，使他們能在DCS控制系統(tǒng)的搭建，網(wǎng)絡(luò)通訊的建立、硬件的測試和驗收、程序組態(tài)的設(shè)計、控制回路的測試和調(diào)整等工作中逐步擔起重任。同時，要充分利用設(shè)備調(diào)試及分步投運過程中出現(xiàn)的問題，要求他們在供應(yīng)商的協(xié)助下，能結(jié)合技術(shù)手冊，進行分析、判斷和解決。在此基礎(chǔ)上，這些熱控工程師向其他熱控人員進行“在線”培訓。