重視DCS系統的外部環節，提高其運行穩定性

通過對使用DCS系統的電廠的大量事故分析發現，事故往往發生在DCS系統的外部環節上，這就對DCS集散控制系統的外部環節提出了更高的要求。以往由于對DCS的外部環節沒有引起高度重視，電廠投產初期發生了許多原因不明的事故，付出了昂貴的學費。因此，如何保證DCS系統外部環節的可靠性，是提高電廠自動化設計、運行必須解決的重要課題。本文根據華能各電廠DCS系統運行經驗，從加強管理著手，簡述計算機外部工作環境、儀控氣源品質、電源及接地系統3方面對DCS系統穩定運行的重要性。

　　1　計算機的外部工作環境　　
　　計算機的外部環境要求不僅僅是指計算機穩定運行的工作環境要符合計算機廠家的有關規定，而要包括計算機運輸、安裝、調試、運行的全過程。但在電廠建設初期往往片面追求基建速度而忽視了計算機的工作環境要求。如不具備受電條件以及環境溫度、濕度均無保證的情況下，計算機系統受電試運，運行初期計算機模件損壞率較高，造成難以彌補的損失。另外，如果不注意計算機房的密封和環境管理，大量的粉塵侵入計算機內部，使計算機芯片的散熱和絕緣下降，也會留下大量的事故隱患。　　采用大型集中空調給計算機營造了良好的工作環境，使計算機更加依賴于在空調環境下生存。但如果空調故障，短時間難以恢復時，溫差的急劇變化，將難以避免模件事故的發生。因此，在DCS系統設計時，不僅要考慮DCS本身的危險性，還應考慮外部危險因素的存在。根據我們的經驗，DCS的工作環境采用恒溫恒濕空調為宜。因為我國的北方，氣候寒冷干燥，冬季靜電放電現象嚴重，沒有恒溫恒濕空調，DCS系統的運行將極不安全。且空調應是獨立的，不能與控制室和其他房間混用，以減少灰塵對DCS系統的影響。
　　計算機工作的環境溫度標準以19～23℃為宜。有的工作人員則以自己感受的冷熱作為計算機工作溫度標準，冬季停用空調，夏季將溫度設置過低。過低的溫度使空氣結露，嚴重危害計算機正常工作。而當環境溫度大于29℃時，大量的數據證明，計算機柜內溫度已升45℃以上，機柜內的熱量很難正常排出，惡性循環的結果導致計算機故障，嚴重時引起機組跳閘停運。

　　2　儀控氣源品質　　
　　儀控氣源是專為熱控氣動控制系統提供動力保障，它雖不是熱控設備的范圍，但出現的問題直接威脅DCS系統的運行。電廠由于氣源系統繁雜，分管專業多，投產初期很難保證氣源品質符合要求，經常發生氣源中的雜質、水分引起氣動執行器的誤動和拒動，嚴重影響機組的安全穩定運行。因此，不少電廠采取了各種行之有效的措施。他們在氣路上加裝大量的疏水器、過濾器、加熱器等，在一定程度上提高了氣源品質，緩解了由于氣源品質下降給生產帶來的危害，但仍達不到要求的標準。冬季氣源管路凍結、雜質堵塞氣控元件等故障時有發生。氣源品質標準參見國際標準ISO／DP8573／1－88“壓縮空氣質量等級”。
　　由于氣源品質監測困難，因此氣源品質一般以溫度表監測為主，其余品質只能靠選用符合標準要求的過濾器來達到，這就要求檢修、運行人員加強巡視維護。如果維護不當，如過濾器濾芯更換不及時或手動排水器不按時排放等，就會造成氣源品質　　34下降，引起氣動設備的誤動和拒動，從而危及機組的安全運行。因此，專業人員應加強對氣源品質的定期監測，制定出相應的維修規程。另外，合理選用替代備件，采取先進的冷卻干燥機等手段降低空氣露點，以適應各氣路不同環境的工作要求，用純凈、無污染、無雜質的高品質氣源，優質服務于熱控設備，也是電廠專業人員應考慮的環節。如華能珞璜電廠，率先在儀控氣源系統使用先進的冷卻干燥機，收到了良好的效果。

　　3　電源及接地系統
　　3．1　電源
　　電源是DCS系統穩定運行的重要保障。DCS系統對電源性能和接地系統均提出了要求。由于電子設備抗干擾能力差，因此，電源的凈化，地線的合理分布是防止干擾的最好措施。對于采用N－90分散控制系統的電廠，由于N－90電源在設計上采用了較先進的開關電源技術，縮小了電源的體積，因而增強了電源抗干擾能力。但N－90電源在設計上有著先天不足。由于框架結構擁擠，導致維護檢修困難，加上電源轉換效率低，機柜內大量的熱量來自電源本身，不可能使計算機模件有較好的工作環境，一旦冷卻風扇故障，就有可能危及整個PCU（過程控制單元）的正常工作，從而危及DCS系統的安全穩定運行。尤其是采用DCS系統控制的公用設備，故障的可能性更大。如華能岳陽電廠，1993年3月12日就發生一起因公用系統循環水控制的12號PCU電源故障，引起運行中的2臺機全停的重大事故。由此可見，N－90電源系統因不能分散自身電源的危險，已不能滿足當前發展的需要。而發展中的INFI電源，充分認識到電源危險性的存在，大膽采用電源分散控制，采用集中化、模塊化設計，大幅度提高了電源的效率。華能岳陽電廠在對媽灣電廠INFI電源運行情況的調研后，了解到了該廠從未發生過由于電源故障引起計算機工作異常的情況。通過半年多時間的反復摸索，大膽將公用系統循環水控制在12號PCU電源改成INFI電源控制。改造后，機柜熱量明顯減少，溫度下降十分顯著，電源在運行中除風扇外，幾乎沒有需要維護的地方。
　　3．2　接地系統
　　隨著計算機控制技術的發展，計算機本身抗干擾能力有很大提高，當前國內采用的分散控制系統由于結構不相同，接地系統相差很大。如何抑制電源和通過接地線引發的干擾，也是大家目前關心的課題。如計算機工作電壓不能超過一定范圍，否則易損壞模件。低于一定電壓，也有可能使模件處于異常工作狀態。另外，備用電源切換時間必須符合要求，否則易發生錯誤的控制指令。因此，提高電源的性能、搞好電源的接地和計算機地線的敷設仍是目前DCS系統最有力的抗干擾手段。
　　在過去工作中，人們對地線的概念局限于保護人身、設備，有的經常混淆計算機地網和電力地網所起的作用，在施工安裝中隨意聯接，甚至忽略了地線的設計審查和工程質量驗收，致使新投產機組經常發生設備不明原因故障、機組不明原因跳閘。隨著計算機控制技術在電廠的廣泛應用，人們對計算機接地系統的設備、施工與完善越來越重視。有的已投電廠，如華能岳陽電廠，不惜花大力氣整改地線，取得了良好地效果，從整改至今，沒有發生因地線原因引起的跳機事故。
　　幾年來，通過大量的因接地系統不完善造成的跳機事故原因分析，通過參照投產以后穩定較快的電廠的地線設計，我們認為在電廠這樣一個高電壓、大電源、強電磁干擾的環境中，必須十分重視計算機接地系統的完善，必須要有強有力的技術措施。根據經驗，計算機系統過程控制柜之間直流地必須先連接在一起，而后再與電力地網相連，才能減少干擾。單相UPS二次側不能接地時，必須經隔離變壓器才能引入計算機系統。同時，UPS必須選用符合計算機系統要求的型號。這樣，才能提高DCS系統的抗干擾能力，才能確保機組運行穩定、可靠。

　　4　結束語　　
　　華能所屬電廠均采用DCS系統，通過近幾年的運行和學習、消化、吸收國內外經驗教訓，積累了一定經驗，從熱控專業提出了分散控制系統運行、檢修必須遵循的基本原則和有效的管理方法，并已在華能各電廠實施，取得了良好的效果。實踐經驗表明，已投產的電廠必須對DCS外部環節在內的運行、檢修、考核全過程實行全方位管理，才能保障DCS系統的安全穩定運行。