電廠DCS控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性探討

魏　云許 敏（．石家莊東方能源股份有限公司檢修運行分公司，河北 石家莊050000；．石家莊東方能源股份有限公司新華熱電，河北 石家莊050000）

電廠DCS控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性探討

魏云1許 敏2
（1．石家莊東方能源股份有限公司檢修運行分公司，河北 石家莊050000；2．石家莊東方能源股份有限公司新華熱電，河北 石家莊050000）

摘要：隨著我國科學技術(shù)水平的不斷提高，計算機技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用不斷深入。電力行業(yè)的發(fā)展對于國民經(jīng)濟有著關(guān)鍵性的作用，因此，在電力行業(yè)中應(yīng)用計算機技術(shù)也成為業(yè)內(nèi)人士重點關(guān)注的問題。目前，在電廠中已經(jīng)慢慢開始應(yīng)用計算機DCS控制系統(tǒng)，但系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性決定了電廠的安全運行，因此，提高DCS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性成為了電力行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文將介紹DCS控制系統(tǒng)的可靠性和干擾性，闡述影響DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，并提出提高電廠DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。

關(guān)鍵詞：電廠；DCS控制系統(tǒng)；可靠性；抗干擾性

1　DCS控制系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著DCS控制系統(tǒng)在電廠中的推廣與應(yīng)用，為電力行業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，同時也大大的提高了電廠的工作效率。DCS控制系統(tǒng)是以計算機為核心，并集通信技術(shù)、控制技術(shù)和圖像顯示技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)，是實現(xiàn)對電廠實現(xiàn)控制和管理的現(xiàn)代化設(shè)備。但在實際應(yīng)用中，DCS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性對電廠的安全運行產(chǎn)生了影響，然而，分析DCS系統(tǒng)出現(xiàn)的故障的原因也比較難，還有可能帶來隱患。因此，如何提高DCS系統(tǒng)的可靠性，并對系統(tǒng)故障做出迅速處理，這對電廠的安全運行有重要的現(xiàn)實意義。

2　DCS控制系統(tǒng)的可靠性及干擾的形成

2.1 DCS控制系統(tǒng)的可靠性

隨著居民生活水平的不斷提高，居民對電力的需求也不斷增大，DCS控制系統(tǒng)也在電廠中得到了有效的應(yīng)用。由于電力行業(yè)既要注重安全生產(chǎn)，又要注重企業(yè)的生產(chǎn)效益，這就使得提高電廠DCS控制系統(tǒng)的可靠性成為了一個重要的部分。DCS控制系統(tǒng)對于電廠來說有著不可取代的作用，它能有效的控制電廠的安全運行，從而提高電廠的自動化水平。然而，在市場經(jīng)濟的調(diào)控下，提高DCS控制系統(tǒng)的可靠性與電廠的安全運行息息相關(guān)。

2.2 DCS控制系統(tǒng)干擾的形成分析

當DCS控制系統(tǒng)受到干擾時，這個影響通常是由干擾源帶來的，干擾源有外部干擾和外部干擾之分。外部干擾是由于系統(tǒng)無關(guān)的因素引發(fā)的。外部干擾一般來自兩個方面，第一是來自自然的影響，如氣溫、空氣濕度和雷電等自然條件的變化引起的干擾；第二是來自工作環(huán)境的影響，如工作場所中的電磁場、大功率電器和空氣中無線電波等環(huán)境條件的變化引起的干擾。內(nèi)部干擾是指由系統(tǒng)內(nèi)部和所用的設(shè)備產(chǎn)生的干擾，主要包括電源帶來的干擾、系統(tǒng)震蕩引起的干擾、地線的條數(shù)造成的電位差帶來的干擾以及元器件帶來的干擾等。由此可見，內(nèi)部干擾主要是由系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備性能所決定。

3　DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響因素

目前，DCS控制系統(tǒng)已在電廠中得到了廣泛的應(yīng)用，但DCS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性常常影響到電廠的安全運行，下面筆者主要對影響DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩種因素進行敘述，即DCS控制系統(tǒng)軟硬件對穩(wěn)定性的影響。

3.1 DCS控制系統(tǒng)的軟件對穩(wěn)定性的影響

目前，我國DCS控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程較慢，在這方面的技術(shù)尚不成熟，導致DCS控制系統(tǒng)還不夠成熟。然而，當對系統(tǒng)的軟件的升級過程把握不準時，就會給DCS控制系統(tǒng)的安全運行帶來隱患，而這些隱患常常表現(xiàn)在：控制器程序功能不夠完善、控制模塊輸出偏于正常水平、功能模塊異常以及歷史數(shù)據(jù)丟失等。另外，DCS控制系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的連接不夠穩(wěn)定，給系統(tǒng)設(shè)計帶來了一定的困難，從而影響了系統(tǒng)的可靠性。

3.2 DCS控制系統(tǒng)的硬件對穩(wěn)定性的影響

目前，我國在DCS控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計上還存在一些問題，導致控制卡件出現(xiàn)故障，使得控制系統(tǒng)崩潰，下文筆者對影響系統(tǒng)產(chǎn)生這些問題的原因進行敘述。

3.2.1控制卡件抗干擾能力。DCS控制系統(tǒng)的控制卡件采用浮空的接地方式，當控制卡件的電源連接大地后使得執(zhí)行器的信號傳輸恢復正常，而這種執(zhí)行器的信號采用二線制的方式傳輸，當靜電集聚后容易對系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾。目前，電磁干擾已成為影響DCS控制系統(tǒng)的重要因素，因此，為了加強系統(tǒng)的抗電磁干擾性，可以在安裝電纜的過程中按照強弱的排放原則，并在安裝電纜時使電纜盡量遠離熱源，以免對電纜造成損壞。

3.2.2 DCS控制器功能配置不合理。在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，要特別注意系統(tǒng)配置的優(yōu)化，以提高控制器的處理能力，同時還需要控制和保護系統(tǒng)，防止控制功能危險集中。如當控制器數(shù)量不夠時，應(yīng)參照優(yōu)化情況來增加控制器的數(shù)量，以完成對系統(tǒng)功能的控制。

3.2.3外部環(huán)境對計算機的影響。一般情況下，室內(nèi)溫度很容易對電子元件和集成電路產(chǎn)生影響，并降低系統(tǒng)的可靠性。同時，在空氣濕度較低時，容易產(chǎn)生靜電從而影響計算機的正常運行。另外，空氣中有很多灰塵，當系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)時灰塵落到磁盤中，就會對機械造成損傷，嚴重時還會造成短路現(xiàn)象。

4　提高電廠DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

4.1采用先進技術(shù)設(shè)計系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性

在設(shè)計系統(tǒng)時，要注意電源配置的規(guī)范性、控制器的合理性和系統(tǒng)接地和電纜的嚴格性三個方面。電源配置的規(guī)范對系統(tǒng)信號的傳輸有一定的作用，因此，要保障電源的信號的變化在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。對控制器進行合理分配，應(yīng)該實現(xiàn)當一個控制器出現(xiàn)故障時，對系統(tǒng)其它方面將不會造成多大影響。系統(tǒng)接地的好壞將影響到DCS控制系統(tǒng)的抗干擾能力，電纜之間應(yīng)該保持一定的距離，避免溫度過高對電纜造成損傷。

4.2選擇抗干擾性強的設(shè)備，提高系統(tǒng)的可靠性

在設(shè)計系統(tǒng)時，選用抗干擾性較高的設(shè)備，了解設(shè)備的各方面抗干擾性能，包括系統(tǒng)的抗外部干擾的能力。同時，提高系統(tǒng)硬件的可靠性，優(yōu)化DCS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，采用冗余技術(shù)。

結(jié)語

本文針對DCS控制系統(tǒng)的可靠性及干擾的形成，分析了DCS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響因素，并分析了提高DCS系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力途徑。DCS控制系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用能夠有效的提高電力企業(yè)的運行效率，而提高DCS控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行有重要的作用，同時還能降低電力企業(yè)的生產(chǎn)成本。提高DCS系統(tǒng)運行的可靠性和抗干擾性需要業(yè)內(nèi)人士共同努力，開發(fā)出完善的DCS控制系統(tǒng)，從而保障電廠的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]秦利彬．論DCS控制系統(tǒng)可靠性的提高[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2009（02）．

[2]田茂彬．DCS控制系統(tǒng)模件燒損原因及預防措施[J]．中國科技信息，2007（10）．

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