DCS控制系統(tǒng)可靠性的討論

1、DCS控制系統(tǒng)可靠性的討論DCS控制系統(tǒng)可靠性的討論類別：傳感與控制摘要：本文從DCS控制系統(tǒng)角度，就控制系統(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(xùn)等方面，就如何提高整個DCS控制系統(tǒng)的可靠性進行了闡述。在生產(chǎn)全過程中，加強人員安全管理和技術(shù)培訓(xùn)，盡可能地優(yōu)化和改良設(shè)備，是發(fā)電廠提高可靠性的重要方面。對發(fā)電廠而言，發(fā)電設(shè)備可靠性是一項綜合性指標，主要包括：非計劃停運次數(shù)、等效可用系數(shù)、等效非計劃停運系數(shù)、降低出力次數(shù)、利用小時數(shù)等，通過這些指標可以比較全面地了解一個發(fā)電廠安全穩(wěn)定運行水平。在電力日益緊張的今天，如何提高設(shè)備可靠性愈來愈受到各個電廠的重視。本文作者根據(jù)自己長期在電廠從事熱

2、控檢修工作的經(jīng)驗，從DCS控制系統(tǒng)角度，就控制系統(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(xùn)等方面，就如何提高整個DCS控制系統(tǒng)的可靠性進行了闡述。1、DCS控制系統(tǒng)可靠性隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，電力對國民經(jīng)濟的重要性和人民生活質(zhì)量的提高之間的關(guān)系越來越緊密。由于電力生產(chǎn)的特殊性，在“抓安全，重效益”的企業(yè)目標下，提高電力可靠性變成了一項社會性的工作。只有充分發(fā)揮各級管理人員的積極性和創(chuàng)造力，依靠技術(shù)的進步，有效調(diào)動全體員工的能動性，才能把提高發(fā)電設(shè)備可靠性這項工作做得更細、更實，以取得良好的績效。對于大型電廠，控制系統(tǒng)的可靠性對整個電廠的安全可靠性生死攸關(guān)。上世紀七十年代

3、左右，隨著4C技術(shù)的發(fā)展和火電廠單機參數(shù)的提高，控制系統(tǒng)向功能分散、管理集中方向發(fā)展，其可靠性也得到了大大的提高，國外開始在大型電廠（站）中開始采用分散控制系統(tǒng)（DCS）。我國也于上世紀八十年代中后期在成套引進發(fā)電機組上應(yīng)用DCS，至目前，新建機組在控制系統(tǒng)選型上均采用了各型成熟的DCS控制系統(tǒng)，單機容量較大的老機組也通過控制系統(tǒng)改造，基本采用了DCS控制系統(tǒng)。作為技術(shù)進步的體現(xiàn)，DCS控制系統(tǒng)的大范圍推廣，為電力生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟運行作出了巨大貢獻。但在國家電力體制改革后，尤其是市場經(jīng)濟的調(diào)控下，如何盡可能提高DCS控制系統(tǒng)的可靠性，從而保證電力生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟，以盡可能提高安全和利潤指標變成

4、了一項越來越重要的工作。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控制系統(tǒng)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)，這樣的成套控制系統(tǒng)通過了工廠試驗和實際投運，其可靠行得到了時間的檢驗。同時要盡可能多地了解不同DCS在其他電廠的使用情況，尤其是主要出現(xiàn)的重大問題，以便在招標中進行比對和取舍。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),

5、電子模件最好能熱拔插。控制器的運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)上要充分地采用了冗余技術(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IO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;功能是否強大?？刂葡?/p>

6、統(tǒng)的軟件的可讀性好,其組態(tài)功能塊的種類是否能輕易實現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)的各種工藝功能的需要。另外，在DCS控制系統(tǒng)選型時，還要充分考慮到以下各個方面：為了確保控制系統(tǒng)的安全可靠性，該投入資金不能少，以充分發(fā)揮DCS技術(shù)優(yōu)勢。比如，控制器對數(shù)不能太低，以便于控制功能分配的合理分配；I/O模塊的數(shù)量要合理，以便在分配IO通道時既可以避免重要信號的過度集中，以確保各I/O模件的余量合理等。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，尤其是對于改造系統(tǒng)，選擇有良好資質(zhì)和施工經(jīng)驗，最好有改造經(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

7、施和進行技術(shù)培訓(xùn)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安排力量，拿出他們的施工方案。在DCS控制系統(tǒng)安裝調(diào)試施工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（一定已交專人認真審核），照圖施工，在接線中，電纜及芯線標記要清晰完整，能長期保持；壓接端子必須用預(yù)絕緣管裝端頭處理。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

8、DCS控制系統(tǒng)度溫度要求嚴格，所以應(yīng)盡早將空調(diào)系統(tǒng)投入運行，中央空調(diào)時出風口的不能正對機柜或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行，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)備和調(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，使大家盡可能多地和新的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

9、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

10、外，還必須有后備手操，以便在DCS控制系統(tǒng)控制器或I/O模件發(fā)生故障時，仍然可以對重要設(shè)備進行及時干預(yù)。4.4 對程序員要加強管理，采用授權(quán)制，且任何人改動程序都必須履行相關(guān)審批手續(xù)，并做好異動前后的記錄。對重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID參數(shù)和閾值檢測塊等必須有記錄，在優(yōu)化調(diào)節(jié)參數(shù)過程中，必須實行監(jiān)護制度，并在修改參數(shù)后及時進行試驗，以免留下安全隱患。5、人員管理和技術(shù)培訓(xùn)無論是新控制系統(tǒng)投運還是舊系統(tǒng)改造，DCS控制系統(tǒng)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(xùn)工作，培訓(xùn)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

11、操作人員的培訓(xùn)：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，讓他們參與熟悉設(shè)計和調(diào)試，以讓他們充分熟悉控制界面（畫面）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情況下的事故干預(yù)，應(yīng)編制完整的操作規(guī)程，進行技術(shù)培訓(xùn)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(xùn)。5.2 對熱控人員的培訓(xùn)：對熱控人員的培訓(xùn)要注意各有所長，由于現(xiàn)代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)先對多位熱控6、工程師進行不同方

12、面的比較深入的培訓(xùn)。通過培訓(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人控人員進行“在線”培訓(xùn)。對于控制系統(tǒng)的管理，需特別提醒：在機組運行的情況下，應(yīng)盡量避免在線修改組態(tài)和重要參數(shù)，若實在是必須進行組態(tài)修改及下載時，要作好事故預(yù)想，落實各項安全措施，并完善相關(guān)報批手續(xù)。結(jié)束語DCS控制系統(tǒng)在發(fā)電廠的廣泛應(yīng)用使得現(xiàn)代電廠的自動化水平躍上了新的臺階。在工業(yè)實踐中，控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題是正