提高火電廠DCS系統(tǒng)安全性措施

李 磊

國家能源投資集團寶雞第二發(fā)電有限責任公司

為提高生產自動化水平，大型火電機組已經全部采用分散控制系統(tǒng)（DCS）。DCS的安全穩(wěn)定性直接關系到機組的安全運行，任何環(huán)節(jié)的故障都會對機組正常運行產生不利影響，甚至造成機組跳閘、主設備損壞。通過長期從事DCS維護以及參與新建機組DCS的安裝、調試和驗收工作，對影響DCS安全穩(wěn)定性的因素有了更深刻的認識,通過不斷的積累和經驗的總結，就如何減少DCS故障提出方法和措施。

1 冗余配置提高DCS安全可靠性

在實際生產過程中，除了應采用可靠性高、經過生產實踐檢驗的設備構成系統(tǒng)外，為使系統(tǒng)關鍵設備在故障狀態(tài)時仍能安全運行，對這些設備必須采取冗余配置的方法。目前，控制系統(tǒng)的冗余配置通常采用若干同樣裝置來并聯運行，只有當系統(tǒng)所有裝置故障時系統(tǒng)才會停止工作。

1.1 網絡冗余配置

網絡冗余包含控制器網絡、上位機網絡、交換機設備的冗余，實現了當其中一路通信故障，自動由另一路網絡完全承擔所有通信任務，保證通信正常進行。

1.2 控制器冗余配置

控制器的設計應采用1:1冗余工作方式，需軟件、硬件、通信協(xié)同工作，實現狀態(tài)互檢和數據同步，互為冗余的兩個控制器應保證軟、硬件的完全一致，當工作中的控制器故障時，自動將I/O總線及網絡的控制權交給冗余配置的控制器，實現無擾切換。

1.3 I/O通道冗余

對現場的重要模擬量及開關量信號，應采用雙冗余或三冗余，冗余信號從取樣點到測量儀表全程均應互相獨立分開設置，并將采集到的信號配置在不同卡件上，避免因測點公用部分及一塊卡件的故障對機組的安全運行造成影響，實現真正意義的冗余。

2 提高DCS抗干擾能力

2.1 可靠接地

接地系統(tǒng)為DCS提供公共信號參考點，消除電子噪聲干擾，保證系統(tǒng)順利工作。因此，完善、可靠的接地是DCS能安全運行的關鍵因素。當廠區(qū)電氣接地網接地電阻≤4Ω時，可不設置專用的DCS接地網，而是直接將廠區(qū)電氣接地網作為DCS系統(tǒng)的公共接地極（網）。接地極周圍15m內無避雷的接入點，8m內無30kW以上用電設備外殼的接入點。

2.2 邏輯設計

對于某些重要的單點溫度保護信號，在邏輯中設置速率保護功能，并與相鄰測點的溫度進行比較判斷，將由干擾信號引起的明顯不合理的溫度飛升在觸發(fā)跳閘條件前就將其剔除。

3 提高DCS可靠性外部因素

3.1 工程師站和電子間

DCS運行時，工程師站、電子間環(huán)境溫度應保持在15～28℃、相對濕度為40%～75%、溫度變化率不大于5℃/h、振動小于0.5mm、含塵量小于0.3mg/m3[1]。工程師站、電子間應設置電子門禁，安裝電子監(jiān)控設備，記錄人員出入時間。

3.2 檢修管理

機組停運檢修期間，必須按照相關規(guī)程及檢修作業(yè)卡要求，對DCS系統(tǒng)進行全面檢查、試驗。主要包括：冗余性能試驗；負荷率測試；網絡及接口設備檢查；接地電阻測試；電源系統(tǒng)檢查；系統(tǒng)設備積灰清理。

3.3 邏輯組態(tài)

規(guī)范DCS組態(tài)作業(yè)，運行中盡量不進行重大組態(tài)修改?？刂葡到y(tǒng)的組態(tài)及參數修改，均應經過生產技術部門組織的論證，修改時履行審批授權及責任人制度，嚴格按照規(guī)定程序執(zhí)行，工作中實行監(jiān)護制度，對所做的修改在專用的記錄本上做好詳細備案。

3.4 病毒預防

禁止使用非本系統(tǒng)的軟件，未經測試確認的各種軟件禁止下載，必須有針對性的病毒預防措施。系統(tǒng)備份時優(yōu)先使用未使用過的空白光盤，使用移動硬盤、U盤等應保證專盤專用。DCS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的通信采取單項傳輸或加裝防火墻。

3.5備品儲備

對于易損、使用周期短的部件和關鍵部件有充足的備品。與DCS生產廠家及時溝通，了解硬件升級換代情況，購買經升級的更高可靠性的備品備件。

4 完善的DCS系統(tǒng)隱患排查制度和故障應急處理預案

DCS系統(tǒng)軟、硬件設備雖然日趨成熟，但系統(tǒng)故障很難完全避免，為防患于未然，以及設備故障時能夠迅速、可靠組織故障處理，最大限度降低故障造成的影響，應制定有實際操作性的隱患排查制度和應急處置預案。

堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針，每日對DCS系統(tǒng)重點部位進行全方位巡回檢查，并定期對電纜夾層、電子間風道、電源系統(tǒng)等部位進行檢查。對查出的問題及時登記，制定相應措施消除不安全因素。對機組運行中不能處理或處理不當可能造成更嚴重后果的重大隱患，應組織論證并制定有效的防范措施。

充分做好包括控制器故障、網絡通訊異常、部分或全部操作員站黑屏或死機的事故預想，出現問題時避免冒然行動，根據應急預案要求開展工作，配合運行人員做好隔離措施和強制后，對故障設備進行檢修、更換。

5 結束語

提高DCS系統(tǒng)安全可靠性，應從各個方面進行全程管理。在多年的生產實踐中，對于普遍性的問題已經總結出了成熟的應對措施和預防方法。但問題往往出在沒有意識到的環(huán)節(jié)，作為工程技術人員，我們有責任多分析、勤總結、學習其他單位的不安全事件，舉一反三，尋找隱藏在深處的安全隱患，并制定出針對性的措施加以改進。