DCS系統防止人為誤操作方案的實施

耿勝民,呂雪霞,趙武臣

（1.東北電力科學研究院有限公司,遼寧 沈陽 110006; 2.通遼霍林河坑口發電有限責任公司,內蒙古 通遼 029200）

1 問題的提出

DCS系統在電廠的廣泛應用,極大地提高了機組的自動化水平,也改善了運行人員的工作環境,同時也減輕了運行人員的勞動強度。但由于種種原因,DCS所控設備的人為誤操作,也給電廠帶來一些不必要的損失。如：某電廠曾多次因人為誤操作而導致機組減負荷或停機。甲側送風機由高速向低速切換的過程中,高速送風機停止后,低速送風機啟動失敗。單側送風機全停,此時運行人員應該重新啟動甲側送風機,但運行人員誤將乙側送風機停止,結果機組因雙側送風機停止而導致鍋爐MFT,機組跳閘。

DCS系統人為誤操作已成為困擾機組穩定、連續運行的重要因素。從2007年起,在某電廠開始了對防止DCS系統人為誤操作的研究。

2 基本思路

防止DCS系統的人為誤操作,主要是指防止對電廠主要控制設備,如電動機、電氣開關的誤分閘操作。

防止誤分閘操作的基本思路如下。

a.在保證所控設備安全的前提下,在設備停止控制回路上,增加停止允許條件。這些條件保證即便是該設備分閘,也不會對現場生產過程造成任何影響或影響較小。

b.增加允許分閘閉鎖自動投入、解除功能。當停止條件滿足時,自動解除閉鎖,可以直接停止所選設備;當停止條件不滿足時,自動投入閉鎖,禁止停止所控設備。需要停止該設備時,運行人員必須先解除閉鎖后才能停止該設備。

c.閉鎖信息在操作員站CRT畫面上顯示,當分閘條件不滿足時,在CRT畫面上顯示“閉鎖投入”紅色信息,在閉鎖投入/解除操作端上顯示“謹慎分閘”;當分閘條件滿足時,在CRT畫面上顯示“閉鎖解除”綠色信息,在閉鎖投入/解除操作端上不顯示任何信息。

d.為了確保設備的安全,當設備由于保護原因必須分閘時,分閘不受停止閉鎖條件限制。

3 原則性邏輯

圖1為DCS系統防止人為誤操作原則性邏輯圖。

當設備的允許分閘條件滿足時,OR 05輸出為“1”,SR 06輸出為“0”,NOT07輸出為“1”, OR 08輸出為“1”,允許分閘,閉鎖自動解除,運行人員可以對所選設備進行分閘操作。

圖1 DCS系統防止人為誤操作邏輯圖

當設備的允許分閘條件不滿足時,NOT 02輸出為“1”,AND 03輸出為“1”,SR 06輸出為“1”,NOT07輸出為“0”,OR 08輸出為“0”,不允許分閘。運行人員不能對所選設備進行直接分閘操作。為了分閘所選設備,運行人員還應進行解除分閘允許閉鎖操作。運行人員發出解除閉鎖操作指令R時,TW 04的輸入信號為“1”,輸出信號為“1”。OR 05輸出為“1”,SR 06輸出為“0”, NOT 07輸出為“1”,OR 08輸出為“1”,允許分閘,此時運行人員可以對所選設備進行分閘操作。

當解除閉鎖操作經過一段時間TP 01延時后, TP 01輸出為“1”,AND 03輸出為“1”,SR 06輸出為“1”,NOT 07輸出為“0”,OR 08輸出為“0”,不允許分閘再次出現,閉鎖自動投入。

當保護跳閘條件出現時,OR 08輸出為“1”,無論允許分閘條件是否滿足,都允許分閘,實現了保護優先的原則。

圖1中邏輯符號OR為邏輯運算“或”;AND為邏輯運算“與”;NOT為邏輯運算“非”;TP為邏輯運算“延時通”;TW為脈沖;SR為復位優先的SR觸發器;R為CRT操作;S為CRT信息顯示。

4 具體實施方案

防誤方案的基本思路確定后,重要的就是如何確定所控設備的允許停止條件。根據現場的實際,可以分成以下幾種情況。

4.1 只有2臺且互為備用設備的允許分閘條件

對于只有2臺（1、2號）設備且互相備用的系統,當2號（1號）運行或在備用位置時,允許1號（或2號）分閘。具體邏輯見圖2。

4.2 只有3臺且互為備用設備的允許分閘條件

圖4 電氣開關允許分閘條件邏輯圖

對于只有3臺（1、2、3號）設備且互相備用的系統,當1號運行,而2號（或3號）2臺設備任一在運行或備用位置時,允許1號分閘;當2號運行,而1號（或3號）2臺設備任一在運行或備用位置時,允許2號分閘;當3號運行,而1號（或2號）2臺設備任一在運行或備用位置時,允許3號分閘。具體邏輯見圖3。

4.3 不具有互為備用的雙側設備允許分閘條件

當甲側（或乙側）設備在運行位置,乙側（或甲側）設備也在運行位置時,允許甲側（或乙側）設備分閘。

4.4 電氣開關的允許分閘條件

4.4.1 工作段開關允許分閘條件

備用段連鎖開關在投入位置,或備用段連鎖開關在斷開位置且備用段必須有電流（50 A）,允許分閘工作段開關。具體邏輯見圖4。

4.4.2 備用段開關允許分閘條件

備用段連鎖開關在投入位置且工作段開關必須有電流（50 A）,或備用段連鎖開關在斷開位置,允許分閘備用段開關。具體邏輯見圖4。

5 實施效果

2007～2009年間,DCS系統防止人為誤操作方案在某電廠的4臺機組上實施,取得了滿意的效果。未發生由于人為誤操作而使機組停機或異常運行情況,確保了機組穩定、連續運行,對提高DCS系統的可靠性起到了重要作用。實踐證明,實施的DCS系統防止人為誤操作方案是切實可行的,是成功的防誤方案。