論ＤＣＳ控制系統可靠性的提高

秦利彬

摘要：在工業實踐中，控制系統出現問題是正常的，但我們工程技術人員有責任和義務使控制系統盡可能少地出現嚴重影響安全的問題。對于控制系統多次出現的問題，我們要多分析，勤總結，尋找問題的共性，并有針對性地采取措施進行改進，使DCS控制系統能更好地為電力生產的安全經濟運行服好務。

關鍵詞：DCS；可靠性

1 DCS控制系統可靠性

DCS為分散控制系統的英文縮寫，上世紀八十年代中后期，我國開始在成套引進的發電機組上應用DCS，至目前，無論是大機組還是供熱的小機組，DCS的應用已越來越廣泛，為電力生產的安全、經濟運行做出了巨大貢獻。對于各個電廠來說，控制系統的可靠性對整個電廠的安全可靠性是生死攸關的，如何盡可能的提高DCS的可靠性，從而保證電力生產的安全和經濟已成為一項越來越重要的工作。本文從DCS控制系統角度，從控制系統選型、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的可靠性進行了闡述。

2 DCS控制系統選型

不論在新建機組還是老機組進行的控制系統改造，均面臨著盡可能質優價廉地選擇理想的控制系統的問題。在此，我們姑且撇開控制系統的價格，僅從提高可靠性要的角度來考慮，在DCS選型過程中需要注意以下各方面的問題：

2.1 在選擇DCS控制系統時要優先考慮有在類似機組上良好運行業績的控制系統，這樣的控制系統通過了工廠試驗和實際投運，其可靠性得到了時間的檢驗。

2.2 控制系統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節上采用了成熟技術,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 控制系統從結構上要充分地采用冗余技術。對于控制系統的控制器、網絡通訊等必須冗余，且各冗余設備之間必須能實現無擾切換。采用冗余結構不僅能避免控制系統的局部故障擴大事故，保證機組安全穩定運行，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：程序及軟件的穩定性好，不會出現系統或單個控制器死機等問題；系統自診斷性好，控制器及I/O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；控制系統軟件的可讀性好,其組態功能塊的功能是否能輕易實現DCS控制系統的各種工藝功能的需要。

3 施工工藝和質量

對DCS控制系統的安裝有嚴格規定，選擇有良好資質和施工經驗的施工單位尤其重要。控制系統選型一旦確定后，施工單位的技術人員要一同介入控制系統設計、出施工圖、制定施工措施和進行技術培訓等。工程開工前，必須根據工期要求,制定嚴格的進度計劃，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、調試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；壓接端子必須用絕緣管預裝端頭處理。

3.3 要嚴格控制電子設備間的環境條件，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DCS控制系統溫度要求嚴格，所以應盡早將空調系統投入運行，空調的出風口不能正對機柜或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入，所以，要求電子間能一直保持環境清潔和濾網干凈，注意除濕和調整好溫度。

4 程序設計和調試驗收

在程序設計和驗收過程中，要充分調動全體員工的積極性，使大家盡可能多地對DCS控制系統進行了解、熟悉和掌握。在組態和驗收中，要特別注意以下問題：

4.1 在程序組態設計中，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使用中存在的問題，嚴格審核保護控制邏輯設計和組態的合理性。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，若發現與軟件相關的問題要立即與供應商取得聯系，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；對重要的調節設備，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模件發生故障時，仍可以對重要設備進行及時干預。

5 人員管理和技術培訓

DCS選型一旦確定后，在進行系統搭建、硬件測試和和程序組態前，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相結合，做到有的放矢。

5.1 對操作人員的培訓：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，讓他們參與設計和調試，以讓他們充分熟悉控制界面的操作變化，知道如何操作。對啟停設備、手/自動切換等日常性操作和事故預想，應編制完整的操作規程，進行技術培訓和演練，要充分利用DCS控制系統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DCS控制系統涉及的知識面很廣，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務水平的差異，優先對條件較好的熱控工程師進行不同方面的比較深入的培訓。通過培訓，使他們能在DCS控制系統的搭建，網絡通訊的建立、硬件的測試和驗收、程序組態的設計、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的問題，要求他們在供應商的協助下，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熱控人員進行“在線”培訓。