論DCS控制系統(tǒng)可靠性的提高

1、DCS控制系統(tǒng)可靠性
　　DCS為分散控制系統(tǒng)的英文縮寫，上世紀(jì)八十年代中后期，我國開始在成套引進(jìn)的發(fā)電機(jī)組卜應(yīng)用DCS，至目前，無論是大機(jī)組還是供熱的小機(jī)組，DCS的應(yīng)用已越來越廣泛，為電力生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)運行做出了巨大貢獻(xiàn)。對于各個電廠來說，控制系統(tǒng)的可靠性對整個電廠的安全可靠性是生死攸關(guān)的，如何盡可能的提高DCS的可靠性，從而保證電力生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)已成為一項越來越重要的工作。本文作者根據(jù)自己在電廠從事熱控檢修工作的經(jīng)驗，從DCS控制系統(tǒng)角度，從控制系統(tǒng)選型、設(shè)備安裝、程序設(shè)計和調(diào)試驗收以及技術(shù)培訓(xùn)等方面，就如何提高整個DCS的可靠性進(jìn)行了闡述。

　　2、DCS控制系統(tǒng)選型

　　不論在新建機(jī)組還是老機(jī)組進(jìn)行的控制系統(tǒng)改造，均面臨著盡可能質(zhì)優(yōu)價廉地選擇理想的控制系統(tǒng)的問題。在此，我們姑且撇開控制系統(tǒng)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：

　　(1) 在選擇DCS控制系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮有在類似機(jī)組上良好運行業(yè)績的控制系統(tǒng)，這樣的控制系統(tǒng)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) 控制系統(tǒng)的硬件一定要具有高可靠性，在電子元器件上的生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)上采用了成熟技術(shù)，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(qiáng)的抗干擾能力。

　　(3) 控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上要充分地采用冗余技術(shù)。對于控制系統(tǒng)的控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊等必須冗余，且各冗余設(shè)備之間必須能實現(xiàn)無擾切換。采用冗余結(jié)構(gòu)不僅能避免控制系統(tǒng)的局部故障擴(kuò)大事故，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運行，同時也保證設(shè)備故障的在線排除，從而消除事故隱患。

　　(4) 控制系統(tǒng)軟件的可維護(hù)性要好。尤其是以下幾個方面：程序及軟件的穩(wěn)定性好，不會出現(xiàn)系統(tǒng)或單個控制器死機(jī)等問題；系統(tǒng)自診斷性好，控制器及I／O信號有出錯報警；人機(jī)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(nèi)采購容易且周期短，價格低；控制系統(tǒng)軟件的可讀性好，其組態(tài)功能塊的功能是否能輕易實現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)的各種工藝功能的需要。

   3、施工工藝和質(zhì)量

　　對DCS控制系統(tǒng)的安裝有嚴(yán)格規(guī)定，選擇有良好資質(zhì)和施工經(jīng)驗的施工單位尤其重要。控制系統(tǒng)選型一旦確定后，施工單位的技術(shù)人員要一同介入控制系統(tǒng)設(shè)計、出施工圖、制定施工措施和進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)等。工程開工前，必須根據(jù)工期要求，制定嚴(yán)格的進(jìn)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(diào)試中尤其注意以下問題：

　　(1) 施工中要注意盤柜與地的可靠絕緣和盤柜母線的叮靠接地，同時對孔洞等必須做防火處理，盤柜等要有防振動措施。

　　(2) 敷設(shè)電纜時尤其要注意強(qiáng)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(shè)計圖紙施_[，在接線中，電纜及芯線標(biāo)記要清晰完整，能長期保持；壓接端子必須用絕緣管預(yù)裝端頭處理。

　　(3) 要嚴(yán)格控制電子設(shè)備問的環(huán)境條件，注意搞好消防、空調(diào)、通風(fēng)及照明等工作。尤其要提的是通風(fēng)和空調(diào)，由于DCS控制系統(tǒng)溫度要求嚴(yán)格，所以應(yīng)盡早將空調(diào)系統(tǒng)投入運行，空調(diào)的出風(fēng)口不能正對機(jī)柜或DCS其他電子設(shè)備，以免冷凝水滲透到設(shè)備內(nèi)造成危害；同時，電子卡件決不允許有粉塵進(jìn)入，所以，要求電子間能一直保持環(huán)境清潔和濾網(wǎng)干凈，注意除濕和調(diào)整好溫度。

　　4、程序設(shè)計和調(diào)試驗收

　　在程序設(shè)計和驗收過程中，要充分調(diào)動全體員工的積極性，使大家盡可能多地對DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行了解、熟悉和掌握。

　　在組態(tài)和驗收中，要特別注意以下問題：

　　(1) 在程序組態(tài)設(shè)計中，一定要采用保障機(jī)組安全運行控制策略。保護(hù)或連鎖的邏輯判據(jù)必須是充要的。對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、汽輪機(jī)潤滑油壓力等，宜采用硬接線保護(hù)和軟件保護(hù)相結(jié)合，建議采用常閉信號，以確保保護(hù)的可靠投入；對重要的三取二保護(hù)信號，要采用模擬量和開關(guān)量進(jìn)行組合，在保證重要主設(shè)備安全的前提下，建議盡可能采用常開信號，以避免保護(hù)的誤動作。

　　(2) 在控制系統(tǒng)選型、設(shè)計、測試、驗收、投入運行和在線調(diào)整各階段，程序設(shè)計和測試人員一定要全程參與，要結(jié)合類似控制系統(tǒng)使用中存在的問題，嚴(yán)格審核保護(hù)控制邏輯設(shè)計和組態(tài)的合理性。測試中一定要全面測試所有的回路，要仔細(xì)記錄各次檢查和試驗結(jié)果，若發(fā)現(xiàn)與軟件相關(guān)的問題要立即與供應(yīng)商取得聯(lián)系，并將情況完整地反饋給他們以盡快解決問題。

　　(3) 要有必需的后備手段：重要的保護(hù)和聯(lián)鎖， 出了有通訊連接外，還必須具有硬接線方式；對重要的調(diào)節(jié)設(shè)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(fā)生故障時，仍可以對重要設(shè)備進(jìn)行及時干預(yù)。

　　5、人員管理和技術(shù)培訓(xùn)

　　DCS選型一旦確定后，在進(jìn)行系統(tǒng)搭建、硬件測試和和程序組態(tài)前，必須對有較強(qiáng)實踐經(jīng)驗的熱控工程師和運行操作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)工作，培訓(xùn)工作必須以仿真機(jī)和實際系統(tǒng)相結(jié)合，做到有的放矢。

　　(1) 對操作人員的培訓(xùn)： 由于操作不當(dāng)可能影響DCS硬件或軟件性能，會間接影響機(jī)組的安全行和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，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(shè)計和調(diào)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(shè)備、手／自動切換等El常性操作和事故預(yù)想，應(yīng)編制完整的操作規(guī)程，進(jìn)行技術(shù)培UIl~u演練，要充分利用DCS控制系統(tǒng)調(diào)試階段對相關(guān)運行人員進(jìn)行全面培訓(xùn)。

　　(2) 對熱控人員的培訓(xùn)：對熱控人員的培訓(xùn)要注意各有所長，由于DCS控制系統(tǒng)涉及的知識面很廣，要短時間進(jìn)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(zhì)和業(yè)務(wù)水平的差異，優(yōu)先對條件較好的熱控工程師進(jìn)行不同方面的比較深入的培訓(xùn)。通過培訓(xùn)，使他們能在DCS控制系統(tǒng)的搭建，網(wǎng)絡(luò)通訊的建立、硬件的測試和驗收、程序組態(tài)的設(shè)計、控制回路的測試和調(diào)整等工作中逐步擔(dān)起重任。同時，要充分利用設(shè)備調(diào)試及分步投運過程中出現(xiàn)的問題，要求他們在供應(yīng)商的協(xié)助下，能結(jié)合技術(shù)手冊，進(jìn)行分析、判斷和解決。在此基礎(chǔ)上，這些熱控工程師向其他熱控人員進(jìn)行”在線”培訓(xùn)。

　　結(jié)束語

　　在工業(yè)實踐中，控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題是正常的，但我們工程技術(shù)人員有責(zé)任和義務(wù)使控制系統(tǒng)盡可能少地出現(xiàn)嚴(yán)重影響安全的問題。對于控制系統(tǒng)多次出現(xiàn)的問題，我們要多分析，勤總結(jié)，尋找問題的共性，并有針對性地采取措施進(jìn)行改進(jìn)，使DCS控制系統(tǒng)能更好地為電力生產(chǎn)的安全經(jīng)濟(jì)運行服好務(wù)。