提高電廠DCS系統可靠性的研究

摘 要：DCS系統技術（即Distributed Control System）分布式控制系統的英文縮寫。分布式控制系統是相對于集中式控制系統的新型PC控制系統，并在集中式控制系統上演變發展而來的集散控制系統。它通過計算機、通訊、屏顯技術實現數據的采集、控制和保護功能，實現數據共享。電廠DCS系統具有功能分散、風險分散和數據共享的特點，這對電廠DCS系統的可靠性提供著切實的保障。隨著電廠自動化水平的提高，DCS系統作為現代化電廠的標準模式出現。除了在熱力系統、控制和聯鎖保護等方面，電廠的發電機組、變壓器組等也開始使用DCS系統實現設備功能。DCS系統作為電廠的中樞神經以其系統，提高其安全性、可靠性對電廠機組的安穩運行有著至關重要的作用，本文將對如何采取有效手段來提升電廠DCS系統的可靠性的研究作出探討。

關鍵詞：電廠，DCS系統可靠性，系統選型，抗干擾性

電廠DCS系統因為其安全性、可靠性和抗干擾性在國內電廠中的到廣泛運用，它的這些特點直接關乎到電廠能否進行高效發電甚至安全運行。如何進一步提升電廠DCS系統的安全性、可靠性和抗干擾性成為設計人員和電廠工作人員們的重點關注方向。干擾源可根據產生原因、傳播和對設備的影響進行分類，可通過情況的不同，提出對于提高抗干擾性、電廠DCS系統可靠性的不同措施，保障電力網絡安全、可靠的運行。

1電廠DCS系統選型及配置

在新建機組或是老舊機組的電廠DCS系統改造上需要考慮高性價比的問題，對價格暫且不論，下面將通過電廠DCS系統選型上來提高它的可靠性。

通過成套的控制系統在類似的實驗機組上優先投運，這樣可以對其DCS的可靠性進行檢驗，同時了解DSC系統在不同電廠的使用情況，分析其中的技術指標和重大問題，以便對比取舍。

提高電廠DCS系統硬件的可靠性，電子元件和模件卡板需要成熟的開發技術并顧及其使用功能。DPU要有足夠的運算、存儲能力，I/O卡件能夠抗干擾和隔離。

通過控制系統的冗余技術獎各種模塊做到冗余、分散，提高DCS系統的可靠性，將因設備穩定性所會引發的問題降到最小。電廠DCS系統中DPU、網絡通訊卡必須冗余，剩下的設備則需要有無干擾切換的能力。這能將故障控制在極小的范圍內，防止故障擴散，保證整個機組，甚至整個電力網絡的安穩運行。A網和B網的主干網絡設備也都要做到冗余。

DPU需要更高的對數，以便控制分散；I/O卡件數量需要合理，不能過多也不能過少。既要避免重復信號的過度集中，也要確保有適量的冗余量，如需要將重要輔機布置在不同的DPU中；無法將重要輔機布置在同一DPU的，需要分兩個卡箱完成布置任務。

2電廠DCS系統抗干擾措施

2.1隔離

隔離可以分為電源隔離和信號電纜的隔離。

電源隔離：通過在供電線路設隔離變壓器，對高頻干擾型號進行隔離。

信號電纜的隔離：不同的信號運用不同的電纜，強、弱信號的電纜不能混用，信號電纜與電力電纜應隔離較遠鋪設和避免平行鋪設，防止信號互相影響。

2.2屏蔽

在磁場屏蔽和電場屏蔽中，可通過抑制干擾源，使其不越出區域或是防止外來輻射進入，保護易受干擾的通道。

在鋪設信號電纜和電力電纜時，對地屏蔽鋼制導管穿線。通過金屬板的屏蔽信號的效果，將220V電源線、信號線電纜隔離。由于鋼制導管和線纜具有靜電屏蔽能力和電磁屏蔽能力，所以它擁有者優良的抗干擾效果。對于不同電壓的直流、交流電纜，不同用途的信號電纜，其抗屏蔽性能各不相同。

2.3接地

要想保證電廠DCS系統安全、可靠、抗干擾的運行，首先要保證的就是準確合理的接地，這是電廠DCS系統通信通暢的重要前提。不正確的接地方式不僅會引發干擾，甚至影響電廠DCS的正常運行工作。設計一套考慮周密、合理的電廠DCS系統措施急需出現。

對于接地網盡量進行統一化處理，將所有接地網與接地點互聯，同時盡可能避免增大接地網與接地點見得距離。滿足接地電阻條件，是DCS系統完成“一點接地”的要求。

通過屏蔽電纜將信號線信號屏蔽，并接入地下。應用單點借地法，將信號線屏蔽層接頭接入地下。在接頭屏蔽層裸露處，將屏蔽層妥善連接，并用絕緣帶包好。

3電廠DCS系統運行可靠性常見影響因素

3.1電廠DCS系統的選用和電廠的實際生產需要不適應

通過合理有效的方式拓寬電廠DCS系統的應用范圍，科研人員相繼開發了大量不同類型的電廠DCS操作系統，在很大程度上滿足了不同產品和不同生產規模的電廠需要。不同的電廠DCS系統運用在相應規模的生產產品中，可以在很大程度上提升電廠DCS系統的可靠性和效率，然而，當電廠DCS系統與所運用的規模生產產品不匹配時，會導致無法滿足實際要求或是超負荷運轉，電廠DCS系統的可靠性和效率會大幅降低甚至嚴重損害設備壽命，并引發電廠DCS系統混亂，導致生產事故發生。

3.2電廠OT系統運行故障問題

作為電廠DCS系統核心構件的OT系統在顯示運轉信息，控制運行商有著至關重要的作用。但在大負荷工作下，設備本身也存在著一些毛病和問題，工人亦有可能發生違規操作，這就很容易導致OT系統出現各種各樣的故障，進一步影響著電廠DCS系統的可靠性。

3.3電廠AP系統故障和操作控制網絡故障

AP系統信號色為紅色時，即為設備出現勿動，典型AP系統工作異常。AP系統相當于電廠DCS系統的神經末梢，對信息的控制和反饋有著重要作用。假如AP系統出現異常，會導致中央處理器無法發出指令的狀況發生，進一步影響著電廠DCS系統的可靠性。

4提高電廠DCS系統運行可靠性的一些對策探討

4.1合理選型

選擇電廠DCS系統型號非常重要，對所生產的產品和生產規模要有所了解，從而制定出科學合理、參考性強的電廠DCS系統選型技術標準。通過該選型技術標準，了解DCS系統的組成和功能特點，找出相對應的系統和設備。

4.2建立系統日常巡檢制度

建立嚴格的電廠DCS系統日常巡檢制度并嚴格執行，才能將電廠DCS系統控制存在的問題及早發現處理，避免整個電廠DCS系統的癱瘓。相關責任部門應將責任落實到個人，做事前預測，事中控制，事后跟蹤的巡檢制度，避免事后推諉、扯皮的事情發生。

4.3增強系統的保養與維修意識淡薄

電廠DCS系統一旦出現問題，造成的損失將是難以估量的。所以，對于提高電廠DCS系統運行可靠性，應從增強電廠員工的保養與維修意識做起。電廠的工作人員通常對于電廠DCS系統保養與維修意識淡薄，在很多情況下甚至是不維修、不保養。因此，加強電廠DCS系統的保養與維修意識，使系統維護制度化和常態化。

4.4確定合理的檢修策略和工作流程

不同類型、規模的電廠因為生產產品和生產規模的不同，所用的電廠DCS系統也不盡相同，這就需要我們自定最為合適的檢修策略和工作流程。力求所有檢修策略合理有效，不可盲目的憑借主要意識決定檢修策略，而是要從實際出發，具體情況具體分析，根據現場條件和環境的不同制定不同的檢修策略并編制相應的工作流程，以取得最佳工作效果。

參考文獻：

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[3]劉濤.提高電廠DCS控制系統可靠性的策略探究[J].電力系統裝備，10（2017）.

[4]劉濤.電廠DCS控制系統可靠性的策略探究[J]. 電力系統裝備， 2017（10）.

作者簡介：

王凱（1985.1.9——）男，漢族，黑龍江八一農墾大學，本科，電氣工程及其自動化專業，現在黑河市熱電廠主要從事電氣運行及管理工作。