王智

摘 要：DCS系统在电厂中已得到广泛应用，其可靠性日益受到工程设计人员和电厂维护人员的关注。浅谈DCS系统的维护工作情况，从基建到运行维护几个环节提出提高DCS系统可靠性的建议。

关键词：可靠性；控制器；合理配置；巡检预案；切换试验

DCS系统在发电厂已广泛应用，随着电子技术和网络技术的高速发展，各大DCS厂家不断改进完善自家的产品，控制器速度的提高，网络技术的日趋成熟使我们可以做到全厂范围的应用DCS系统。由此DCS系统运行的可靠尤显重要，如何提高DCS系统的可靠性，保证机组安全运行已成为工程设计人员和电厂维护人员极为关注的问题。本文从六个方面，浅谈提高DCS系统可靠性的有效措施。

1 合理配置，提高系统设计的可靠性

1.1 DCS系统覆盖范围

DCS的系统运作的一体化，主要依靠系统对锅炉、汽机、发电设备等系统间的统一监控，让第三方系统之间的连接通讯工作尽量减少。一体化操作的模式让系统结构的可靠性更高，同时内部构造更加简洁，有效避免了与第三方系统通讯过程中出现的信息交换故障或是速度过慢的问题。但是开展工程设计环节时，需要注意将DEH系统、MEH系统、旁路系统等组合结构分别纳入到SCS或MCS组织控制中来，增加系统运作的稳定性。这样的调控方法也是让DCS系统实现多系统一体化监控的重要方式。

1.2 合理分配控制器

主流DCS系统的内部系统功能与构成基本没有过大的差异，只是其中的控制器分配构成是否合理直接影响着控制器的负荷与信息的交换速率。控制器数量过多，会让系统之间的信息传输工作出现混乱现象，阻碍信息之间的准确交换，易出现故障。但是控制器数量过少，又会导致系统过于集中，增加了控制器的负荷，无法对安全工作的质量进行保障。因此在对控制器的数量、负荷进行设计时，技术人员应对多方面影响因素进行考虑，尽量让控制器配置的更加合理。

（1）主要控制器应采用冗余配置，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，均匀配置控制器负荷，一般控制器负荷不能超过50%。防止一对控制器故障导致机组被迫停运事故的发生，重要的多台冗余或组合的辅机（辅助设备）控制，应按下列原则配置控制器：对于系统中重要的辅机如送风机、引风机等应进行较为合理的设计，同时尽量让凝结水泵与循环水泵等冗余的重要组成辅机得到针对性配置，配置在不同的控制器中，确保控制器的配置科学；但是给水泵不宜配置在一个控制器中，这样的设置方式会给控制器的稳定运作带来阻碍，正确的方式应是分泵配置在不同的控制器中；磨煤机、给煤机与燃油器等组合设备应被配置在不同的控制器中，保障控制工作的质量水平。（2）DEH控制器应按故障安全原则配置，当该控制器失电或故障时应自动停止机组运行。（3）重要的冗余I/O信号（如汽包水位、除氧器水位低低信号等）必须分别配置在不同的I/O模件上。（4）二台组合的辅机或互为冗余的设备，其各自控制回路的I/O信号必须分别配置在相互独立的I/O模件上。（5）几个重要控制回路的I/O信号不应放置在同一个I/O模件上。（6）同一个控制回路的输出与输入信号宜布置在同一控制器模件上。（7）纵向组合设备的I/O应布置在同一个I/O模件上。如同一油角的火检，油阀、空气阀I/O应在同一模件上。（8）信号分布时，减少系统间信号的交叉传递，确保重要的保护信号在本控制器中直接采集。

2 规范布置，提高电源系统的可靠性

DCS系统一般都设计有冗余供电，取自不同UPS的两路电源为整个DCS系统提供交流电源。系统内功能模件24V电源、IO总线的5V电源稳定可靠供电直接影响信号的采集和通讯传递。在工程施工和检修的过程中必须做到：（1）DCS系统电源冗余配置，冗余试验断一路电源，系统内的功能模件能正常的运行。保证操作监视系统至少有一半的设备正常工作。（2）两路电源需取自不同的UPS，同时两路电源要走不同的路径，避免同时受外力损坏的可能性，并且要远离、避开热源。（3）检修时必须测量DCS系统的220V，24V，5V电源，并按厂家要求调整在规定的范围内。（4）严格按照电缆分层布置的原则，强弱电走向分开，做到互不干扰。

3 除尘降温，提高环境的可靠性

电子产品最怕的就是高温，高温会引起电子元器件工作失真，过热烧毁，机器死机等等。所以一般厂家都会要求室温要控制在26℃以下。尘埃则会造成旋转部件的卡涩、磨损，元器件的短路、高温。在环境方面，高温和尘埃是我们要重点治理的方面。

（1）基建时，要做好电子室的通风设计，必要时加装空调，保证室温不能太高。（2）所有机柜的电缆要及时的封口，防止灰尘从外界流入，同时要防止屋顶通风口有灰尘吹入。（3）投运后的第一次检修，必须对所有的模件进行清灰处理。经验告诉我们，基建时有大量的灰尘粘附在模件上，时间一长必将会造成模件故障率的高发。另外，我们也不建议每次检修都进行清灰工作，因为清灰时如不注意防静电，模件的插拔、搬运过程中都会造成模件的损伤。

4 精心巡检，提高系统维护的可靠性

DCS系统运作出现异常，除了因为一些客观因素的影响之外，其他因素是可以通过主观控制进行事先预防的。入其中较具代表性的模件故障，出现问题的主要因素往往是冗余模件出现了问题，但是没有及时得到检修技术人员的关注与处理，导致问题影响的范围逐渐扩大，让模件也出现运作异常。最为直接的后果是导致通讯系统的信息出现频率上的变化，阻塞信息的稳定传输，让DCS环网开始出现瘫痪的故障；服务器积攒的垃圾文件过多，没有得到及时的处理的话会拖慢监视系统的反应，导致系统运作动作过缓。这些都是巡检工作不够细致导致的问题，因此加强系统巡查工作的频率与细致程度是保障系统运作高效的基础。

不同厂家的DCS系统都有自己系统的诊断系统，我厂五期兩台300MW机组用的是霍尼韦尔控制系统，系统可以记录噪音情况。由于多方面原因，我们的系统噪音经常出现突升的情况，由于系统噪音异常造成过机组非停。所以我们每日检查DCS的电源系统、总线系统、监视系统、控制系统中每个设备的运行情况的同时，还要检查系统噪音是否正常，及时地发现问题，处理解决问题。

5 定期试验，提高冗余设备的可靠性

定期对机组进行检修步骤全部完成以后，应对DCS电源、CPU、通讯网络等组件进行冗余切换实验，让这些组件的光网冗余功能得到保障，在实际步骤落实中还应对DCS电源5V、15V、24V及48V电压等级进行记录，模块电压与独立电压应分别记录，尤其是系统中的独立电压测试值，如果发现低于相应等级电压的规定标准，那么就应对此模块系统的运作进行检验，发现异常后进行更换处理，防止模块运作不稳定，供应的电压伏数无法达到标准，对DCS卡件的正常运作产生影响。

6 结束语

不同的DCS系统在运作优势展现上存在差异，也各有各的缺憾。因此在对此系统进行选型时应对多方面影响因素进行综合考量，并在实际的运维管护工作中积累经验，并认真做好日常的检修点检记录，以备紧急情况与试验工作进行参考，让事故检修与排除的效率得到提升，增加DCS系统运作的稳定性。

参考文献

[1]《电力工业技术监督标准汇编》（热工监督）.

[2]《华电集团公司二十五项反措实施导则》.

[3]《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》（DL/T774-2004）.

[4]《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》（DL/T659-1998）.