张久君

【摘 要】火力发电厂作为促进各行业顺利进行的保障，其重要性逐渐引起社会大众的关注。当下火力发电厂中为了加强机组有序性调控，陆续投入了DCS系统。考虑到相关影响要素较多，系统故障问题不容小觑。针对火力发电厂的DCS系统可靠性进行了全面分析，旨在为实践操作提供一定的借鉴价值。

【关键词】火力发电厂；DCS系统；可靠性分析

【Abstract】As a guarantee for the smooth progress of various industries， thermal power plants have gradually attracted the attention of the public. In order to strengthen the order regulation of the units in the current thermal power plants， the DCS system has been successively invested. Considering that there are many related factors， the system failure problem can not be underestimated. A comprehensive analysis of the reliability of DCS systems in thermal power plants is provided to provide a certain reference value for practical operation.

【Key words】Thermal power plant；DCS system；Reliability analysis

1. 引言

DCS是分布式控制系統的简称，在我国的自控行业中又被称为集散控制系统，它主要包括现场控制站、人机接口、通讯网络，以及现场的仪表阀门系统这四个部分。其中，人机接口主要是指计算机与人之间所建立的存在一定联系、负责信息输出和接人的接口，根据生产厂家的不同，DCS的配置也不一样，同时，只有在供电的情况下，所有的人机接口才能正常运行。现场控制站，简而言之就是机柜，它是构成DCS的重要的组成部分，在整个生产中，所有的控制方案都是依靠这个现场控制站来完成。火力发电厂DCS系统运行中的常见问题分析。

1.1 硬件故障。

DCS软硬件故障是造成热工保护异常的一大原因，这主要是因为随着DCS控制系统的不断发展，相关部门为了确保机组的安全性、可靠性，在热工保护系统中加入了诸～nccs、DEH等控制站，使得两个控制器在同时发生故障时能够进行停机保护，这也就导致了DCS软硬件保护异常情况的发生，其主要的情况包括以下几种：信号处理卡损坏、输出模板有误、设定值模板出现故障、以及网络通讯不畅等。

1.2 热工元件故障。

热工元件是热工保护中进行信号采集的重要组成部分，热工元件能否安全可靠地运行，直接关系到热工保护的安全性和可靠性。但是，由于温度、压力、流量以及阀门位置灯原因，常常会造成误发信号，使得主辅机产生保护异常的现象。有的火力发电厂中，因热工元件故障引起的热工保护异常甚至占到了所有故障发生率的一半以上，通过调查分析发现，主要原因是元件的质量不高、部分元件老化。

1.3 设备电源故障。

随着火电厂热控系统自动化程度的不断提高，火电厂在热工保护中加入了DCS控制系统，部分过程控制站还采取了电源故障停机保护，但是近年来由于热控设备电源故障引起的热工

保护异常也有逐年上升的趋势。这主要是因为热控设备电源系统设计不合理，或者是电源接插件的解除不良引起的，电源故障，造成系统停机的现象。还有一些设备电源故障如电磁阀的线圈电源接地短路，导致热工保护系统异常。

2. DCS系统完善

2.1 DCS控制柜电源系统的完善。

DCS控制柜辅助设备电源改进进一步对整个D Cs系统的控制柜电源布置进行检查，发现施工中存在一些不完善之处。D C s每个控制柜都安装了散热风扇，但是风扇的电源未单独设置空气开关，而是直接并联在APS电源供电回路上。这样就存在安全隐患： 当风扇故障时就可能引起APS电源跳闸，使得控制柜电源只剩下UPS一路供电，降低了控制柜的供电可靠性。针对这一情况，我们就对控制柜的散热风扇电源进行了改造：从热力配电盘单独拉了一路220V电源并联供给各控制柜的散热风扇用， 避免了风扇对控制柜主供电系统的影响。

2.2 操作员站和工程师站的电源系统完善。

操作员站和工程师站电源主回路改进。操作员站和工程师站也是采用两路供电，不间断后备电源UPS和厂用电电源APS自动切换，但是对于计算机来讲，电源的切换瞬间必须低于3ms才能保证计算机不重启，在供电切换试验中发现，切换时间都超过了计算机的允许时间。在机组发生事故时，如果厂用电切换，那么就可能造成所有的操作员站重新启动，这种情况下，所有的参数无法监视，设备无法控制，就可能造成设备损坏，产生严重的后果。所以现在使用的操作员站和工程师站都在计算机供电回路上增加了单机型不间断电源（UPS），确保主电源切换瞬间，计算机供电电源稳定，计算机不会出现重新启动现象。

3. 提高DCS系统的可靠性

火力发电厂热工自动化系统的具体工作环境中，不可避免的会出现大量复杂环境因素的干扰，这就需要我们在工作中切实提高DCS系统的可靠性。相关专家提出了相应的措施，近年来，为了在工作中有效减少因接地异常对机组运行造成的不利影响，有相关专家就此问题展开了分析探讨，并在此基础上组织召开了火电厂电厂热工系统接地以及相关干扰问题的谈论会，通过对具体案例中疑难问题分析研究，较为深刻地提出了相应的有效措施。

4. 火力发电厂自动化控制技术的改进

4.1 集中配置。

对火电厂发电机单元机组采取集中配置的方式，可有效地加强对机组的运维管理，同时可将监控系统配置在系统某个单元机组张或是将两台并用，从而提高控制系统对整个电网中单

元机组的控制性能。随着计算机网络技术的快速发展，可将总体控制装置集成在统一的控制室内，从而形成一个规模较大的集中电子控制室，能够对发电机组进行全面的控制，进而提高对火电厂中设备的安全管理水平。

4.2 提高智能化水平。

火电厂中单元机组中应用的DCS控制系统应进行适当的优化或升级，以提高其使用性能及智能化水平。火电厂中DCS控制系统的智能化水平越高，则其控制性能就越强，对机组的监控能力也就越高。总的来说，DCS控制系统是当前应用较为广泛的控制系统，其将现代控制技术、计算机网络技术、通信技术及安全技术集为一体，具有较强的控制性能，且运算速度快，系统运行可靠性。

5. 结论

从以上描述可以看出，随着DCS的广泛应用和功能的丰富，其可靠性也要提高，包括电源设计分配、I/O回路的设计、报警点的设置、UPS的配备等环节都需综合考虑，这样才能确保系统的安全运行。

参考文献

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[文章编号]1619-2737（2018）05-25-850