闡述如何提高整個(gè)DCS系統(tǒng)的可靠性

1、DCS控制系統(tǒng)可靠性

DCS為分散控制系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，上世紀(jì)八十年代中后期，我國(guó)開(kāi)始在成套引進(jìn)的發(fā)電機(jī)組卜應(yīng)用DCS，至目前，無(wú)論是大機(jī)組還是供熱的小機(jī)組，DCS的應(yīng)用已越來(lái)越廣泛，為電力生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。對(duì)于各個(gè)電廠來(lái)說(shuō)，控制系統(tǒng)的可靠性對(duì)整個(gè)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(jì)已成為一項(xiàng)越來(lái)越重要的工作。本文作者根據(jù)自己在電廠從事熱控檢修工作的經(jīng)驗(yàn)，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(jì)和調(diào)試驗(yàn)收以及技術(shù)培訓(xùn)等方面，就如何提高整個(gè)DCS的可靠性進(jìn)行了闡述。

2、DCS控制系統(tǒng)選型

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

（1） 在選擇DCS控制系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮有在類似機(jī)組上良好運(yùn)行業(yè)績(jī)的控制系統(tǒng)，這樣的控制系統(tǒng)通過(guò)了工廠試驗(yàn)和實(shí)際投運(yùn)，其可靠性得到了時(shí)間的檢驗(yàn)。

（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。控制器的運(yùn)算和存儲(chǔ)能力要足夠，IO卡件具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

（3） 控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上要充分地采用冗余技術(shù)。對(duì)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(shí)現(xiàn)無(wú)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(kuò)大事故，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也保證設(shè)備故障的在線排除，從而消除事故隱患。

（4） 控制系統(tǒng)軟件的可維護(hù)性要好。尤其是以下幾個(gè)方面：程序及軟件的穩(wěn)定性好，不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)或單個(gè)控制器死機(jī)等問(wèn)題；系統(tǒng)自診斷性好，控制器及I／O信號(hào)有出錯(cuò)報(bào)警；人機(jī)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(gòu)容易且周期短，價(jià)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(shí)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(duì)DCS控制系統(tǒng)的安裝有嚴(yán)格規(guī)定，選擇有良好資質(zhì)和施工經(jīng)驗(yàn)的施工單位尤其重要。控制系統(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(jì)、出施工圖、制定施工措施和進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)等。工程開(kāi)工前，必須根據(jù)工期要求，制定嚴(yán)格的進(jìn)度計(jì)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(wèn)題：

（1） 施工中要注意盤(pán)柜與地的可靠絕緣和盤(pán)柜母線的?？拷拥?，同時(shí)對(duì)孔洞等必須做防火處理，盤(pán)柜等要有防振動(dòng)措施。

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

（3） 要嚴(yán)格控制電子設(shè)備問(wèn)的環(huán)境條件，注意搞好消防、空調(diào)、通風(fēng)及照明等工作。尤其要提的是通風(fēng)和空調(diào)，由于DCS控制系統(tǒng)溫度要求嚴(yán)格，所以應(yīng)盡早將空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)行，空調(diào)的出風(fēng)口不能正對(duì)機(jī)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(shí)，電子卡件決不允許有粉塵進(jìn)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(jì)和調(diào)試驗(yàn)收

在程序設(shè)計(jì)和驗(yàn)收過(guò)程中，要充分調(diào)動(dòng)全體員工的積極性，使大家盡可能多地對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行了解、熟悉和掌握。

在組態(tài)和驗(yàn)收中，要特別注意以下問(wèn)題：

（1） 在程序組態(tài)設(shè)計(jì)中，一定要采用保障機(jī)組安全運(yùn)行控制策略。保護(hù)或連鎖的邏輯判據(jù)必須是充要的。對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、汽輪機(jī)潤(rùn)滑油壓力等，宜采用硬接線保護(hù)和軟件保護(hù)相結(jié)合，建議采用常閉信號(hào)，以確保保護(hù)的可靠投入；對(duì)重要的三取二保護(hù)信號(hào)，要采用模擬量和開(kāi)關(guān)量進(jìn)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(kāi)信號(hào)，以避免保護(hù)的誤動(dòng)作。

（2） 在控制系統(tǒng)選型、設(shè)計(jì)、測(cè)試、驗(yàn)收、投入運(yùn)行和在線調(diào)整各階段，程序設(shè)計(jì)和測(cè)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(wèn)題，嚴(yán)格審核保護(hù)控制邏輯設(shè)計(jì)和組態(tài)的合理性。測(cè)試中一定要全面測(cè)試所有的回路，要仔細(xì)記錄各次檢查和試驗(yàn)結(jié)果，若發(fā)現(xiàn)與軟件相關(guān)的問(wèn)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(wèn)題。

（3） 要有必需的后備手段：重要的保護(hù)和聯(lián)鎖， 出了有通訊連接外，還必須具有硬接線方式；對(duì)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(shí)，仍可以對(duì)重要設(shè)備進(jìn)行及時(shí)干預(yù)。

5、人員管理和技術(shù)培訓(xùn)

DCS選型一旦確定后，在進(jìn)行系統(tǒng)搭建、硬件測(cè)試和和程序組態(tài)前，必須對(duì)有較強(qiáng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的熱控工程師和運(yùn)行操作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)工作，培訓(xùn)工作必須以仿真機(jī)和實(shí)際系統(tǒng)相結(jié)合，做到有的放矢。

（1） 對(duì)操作人員的培訓(xùn)： 由于操作不當(dāng)可能影響DCS硬件或軟件性能，會(huì)間接影響機(jī)組的安全行和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，所以在DCS做畫(huà)面過(guò)程中要廣泛征求運(yùn)行人員的意見(jiàn)，讓他們參與設(shè)計(jì)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(duì)啟停設(shè)備、手／自動(dòng)切換等El常性操作和事故預(yù)想，應(yīng)編制完整的操作規(guī)程，進(jìn)行技術(shù)培UIl~u演練，要充分利用DCS控制系統(tǒng)調(diào)試階段對(duì)相關(guān)運(yùn)行人員進(jìn)行全面培訓(xùn)。

（2） 對(duì)熱控人員的培訓(xùn)：對(duì)熱控人員的培訓(xùn)要注意各有所長(zhǎng)，由于DCS控制系統(tǒng)涉及的知識(shí)面很廣，要短時(shí)間進(jìn)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(duì)條件較好的熱控工程師進(jìn)行不同方面的比較深入的培訓(xùn)。通過(guò)培訓(xùn)，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(cè)試和驗(yàn)收、程序組態(tài)的設(shè)計(jì)、控制回路的測(cè)試和調(diào)整等工作中逐步擔(dān)起重任。同時(shí)，要充分利用設(shè)備調(diào)試及分步投運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，要求他們?cè)诠?yīng)商的協(xié)助下，能結(jié)合技術(shù)手冊(cè)，進(jìn)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(jìn)行”在線”培訓(xùn)。

結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)實(shí)踐中，控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題是正常的，但我們工程技術(shù)人員有責(zé)任和義務(wù)使控制系統(tǒng)盡可能少地出現(xiàn)嚴(yán)重影響安全的問(wèn)題。對(duì)于控制系統(tǒng)多次出現(xiàn)的問(wèn)題，我們要多分析，勤總結(jié)，尋找問(wèn)題的共性，并有針對(duì)性地采取措施進(jìn)行改進(jìn)，使DCS控制系統(tǒng)能更好地為電力生產(chǎn)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行服好務(wù)。

責(zé)任編輯：lq6