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、設備安裝、程序設計和調試驗收以及技術培訓等方面，就如何提高整個DCS控制系統(tǒng)的可靠性進行了闡述。在生產全過程中，加強人員安全管理和技術培訓，盡可能地優(yōu)化和改良設備，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、控檢修工作的經驗，從DCS控制系統(tǒng)角度，就控制系統(tǒng)選型、設備安裝、程序設計和調試驗收以及技術培訓等方面，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)可靠性隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活質量的提高，電力對國民經濟的重要性和人民生活質量的提高之間的關系越來越緊密。由于電力生產的特殊性，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，依靠技術的進步，有效調動全體員工的能動性，才能把提高發(fā)電設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。上世紀七十年代

3、左右，隨著4C技術的發(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)。作為技術進步的體現(xiàn)，DCS控制系統(tǒng)的大范圍推廣，為電力生產的安全、經濟運行作出了巨大貢獻。但在國家電力體制改革后，尤其是市場經濟的調控下，如何盡可能提高DCS控制系統(tǒng)的可靠性，從而保證電力生產的安全和經濟，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工藝各環(huán)節(jié)上采用了成熟技術,

5、電子模件最好能熱拔插?？刂破鞯倪\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)從結構上要充分地采用了冗余技術。對于控制系統(tǒng)的控制器、網絡通訊等必須冗余，且各冗余設備之間必須能實現(xiàn)無擾切換.采用冗余結構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)，選擇有良好資質和施工經驗，最好有改造經驗的施工單位尤其重要。控制系統(tǒng)選型一旦確定后，施工單位的技術人員要一同介入控制系統(tǒng)設計，出施工圖、制定施工措

7、施和進行技術培訓等，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；壓接端子必須用預絕緣管裝端頭處理。3.3 要嚴格控制電子設備間的環(huán)境條件，注意搞好消防、空調、通風及照明等工作。尤其要提的是通風和空調，由于

8、DCS控制系統(tǒng)度溫度要求嚴格，所以應盡早將空調系統(tǒng)投入運行，中央空調時出風口的不能正對機柜或DCS其他電子設備，以免冷凝水滲透到設備內造成危害；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)境清潔和濾網干凈，注意除濕和調整好溫度。4、程序設備和調試驗收在程序設計和驗收過程中，要充分調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量進行組合，在保證重要主設備安全的前提下，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、設計、測試、驗收、投入運行和在線調整各階段，程序設計和測試人員一定要全程參與，要結合類似控制系統(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果，若發(fā)現(xiàn)與軟件相關的問題要立即與供應商取得聯(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；對重要的調節(jié)設備，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，仍然可以對重要設備進行及時干預。4.4 對程序員要加強管理，采用授權制，且任何人改動程序都必須履行相關審批手續(xù)，并做好異動前后的記錄。對重要調節(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、人員管理和技術培訓無論是新控制系統(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驗的熱控工程師和運行操作人員進行相關的培訓工作，培訓工作必須以仿真機和實際系統(tǒng)相結合，做到有的放矢。5.1 對

11、操作人員的培訓：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，讓他們參與熟悉設計和調試，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。對啟停設備、手/自動切換等日常性操作和事故情況下的事故干預，應編制完整的操作規(guī)程，進行技術培訓和演練，要充分利用DCS控制系統(tǒng)調試階段對相關運行人員進行全面培訓。5.2 對熱控人員的培訓：對熱控人員的培訓要注意各有所長，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和業(yè)務水平的差異，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。通過培訓，使他們能在DCS控制系統(tǒng)的搭建，網絡通訊的建立、硬件的測試和驗收、程序組態(tài)的設計、控制回路的測試和調整等工作中逐步擔起重任。同時，要充分利用設備調試及分步投運過程中出現(xiàn)的問題，要求他們在供應商的協(xié)助下，能結合技術手冊，進行分析、判斷和解決。在此基礎上，這些熱控工程師向其他人控人員進行“在線”培訓。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，要作好事故預想，落實各項安全措施，并完善相關報批手續(xù)。結束語DCS控制系統(tǒng)在發(fā)電廠的廣泛應用使得現(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