王智

摘 要：DCS系統(tǒng)在電廠中已得到廣泛應(yīng)用，其可靠性日益受到工程設(shè)計(jì)人員和電廠維護(hù)人員的關(guān)注。淺談DCS系統(tǒng)的維護(hù)工作情況，從基建到運(yùn)行維護(hù)幾個(gè)環(huán)節(jié)提出提高DCS系統(tǒng)可靠性的建議。

關(guān)鍵詞：可靠性；控制器；合理配置；巡檢預(yù)案；切換試驗(yàn)

DCS系統(tǒng)在發(fā)電廠已廣泛應(yīng)用，隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，各大DCS廠家不斷改進(jìn)完善自家的產(chǎn)品，控制器速度的提高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨成熟使我們可以做到全廠范圍的應(yīng)用DCS系統(tǒng)。由此DCS系統(tǒng)運(yùn)行的可靠尤顯重要，如何提高DCS系統(tǒng)的可靠性，保證機(jī)組安全運(yùn)行已成為工程設(shè)計(jì)人員和電廠維護(hù)人員極為關(guān)注的問(wèn)題。本文從六個(gè)方面，淺談提高DCS系統(tǒng)可靠性的有效措施。

1 合理配置，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性

1.1 DCS系統(tǒng)覆蓋范圍

DCS的系統(tǒng)運(yùn)作的一體化，主要依靠系統(tǒng)對(duì)鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電設(shè)備等系統(tǒng)間的統(tǒng)一監(jiān)控，讓第三方系統(tǒng)之間的連接通訊工作盡量減少。一體化操作的模式讓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性更高，同時(shí)內(nèi)部構(gòu)造更加簡(jiǎn)潔，有效避免了與第三方系統(tǒng)通訊過(guò)程中出現(xiàn)的信息交換故障或是速度過(guò)慢的問(wèn)題。但是開(kāi)展工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)，需要注意將DEH系統(tǒng)、MEH系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)等組合結(jié)構(gòu)分別納入到SCS或MCS組織控制中來(lái)，增加系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性。這樣的調(diào)控方法也是讓DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)一體化監(jiān)控的重要方式。

1.2 合理分配控制器

主流DCS系統(tǒng)的內(nèi)部系統(tǒng)功能與構(gòu)成基本沒(méi)有過(guò)大的差異，只是其中的控制器分配構(gòu)成是否合理直接影響著控制器的負(fù)荷與信息的交換速率?？刂破鲾?shù)量過(guò)多，會(huì)讓系統(tǒng)之間的信息傳輸工作出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，阻礙信息之間的準(zhǔn)確交換，易出現(xiàn)故障。但是控制器數(shù)量過(guò)少，又會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)于集中，增加了控制器的負(fù)荷，無(wú)法對(duì)安全工作的質(zhì)量進(jìn)行保障。因此在對(duì)控制器的數(shù)量、負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)多方面影響因素進(jìn)行考慮，盡量讓控制器配置的更加合理。

（1）主要控制器應(yīng)采用冗余配置，控制器的對(duì)數(shù)配置，應(yīng)嚴(yán)格遵循機(jī)組重要保護(hù)和控制分開(kāi)配置的獨(dú)立性原則，均勻配置控制器負(fù)荷，一般控制器負(fù)荷不能超過(guò)50%。防止一對(duì)控制器故障導(dǎo)致機(jī)組被迫停運(yùn)事故的發(fā)生，重要的多臺(tái)冗余或組合的輔機(jī)（輔助設(shè)備）控制，應(yīng)按下列原則配置控制器：對(duì)于系統(tǒng)中重要的輔機(jī)如送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等應(yīng)進(jìn)行較為合理的設(shè)計(jì)，同時(shí)盡量讓凝結(jié)水泵與循環(huán)水泵等冗余的重要組成輔機(jī)得到針對(duì)性配置，配置在不同的控制器中，確?？刂破鞯呐渲每茖W(xué)；但是給水泵不宜配置在一個(gè)控制器中，這樣的設(shè)置方式會(huì)給控制器的穩(wěn)定運(yùn)作帶來(lái)阻礙，正確的方式應(yīng)是分泵配置在不同的控制器中；磨煤機(jī)、給煤機(jī)與燃油器等組合設(shè)備應(yīng)被配置在不同的控制器中，保障控制工作的質(zhì)量水平。（2）DEH控制器應(yīng)按故障安全原則配置，當(dāng)該控制器失電或故障時(shí)應(yīng)自動(dòng)停止機(jī)組運(yùn)行。（3）重要的冗余I/O信號(hào)（如汽包水位、除氧器水位低低信號(hào)等）必須分別配置在不同的I/O模件上。（4）二臺(tái)組合的輔機(jī)或互為冗余的設(shè)備，其各自控制回路的I/O信號(hào)必須分別配置在相互獨(dú)立的I/O模件上。（5）幾個(gè)重要控制回路的I/O信號(hào)不應(yīng)放置在同一個(gè)I/O模件上。（6）同一個(gè)控制回路的輸出與輸入信號(hào)宜布置在同一控制器模件上。（7）縱向組合設(shè)備的I/O應(yīng)布置在同一個(gè)I/O模件上。如同一油角的火檢，油閥、空氣閥I/O應(yīng)在同一模件上。（8）信號(hào)分布時(shí)，減少系統(tǒng)間信號(hào)的交叉?zhèn)鬟f，確保重要的保護(hù)信號(hào)在本控制器中直接采集。

2 規(guī)范布置，提高電源系統(tǒng)的可靠性

DCS系統(tǒng)一般都設(shè)計(jì)有冗余供電，取自不同UPS的兩路電源為整個(gè)DCS系統(tǒng)提供交流電源。系統(tǒng)內(nèi)功能模件24V電源、IO總線的5V電源穩(wěn)定可靠供電直接影響信號(hào)的采集和通訊傳遞。在工程施工和檢修的過(guò)程中必須做到：（1）DCS系統(tǒng)電源冗余配置，冗余試驗(yàn)斷一路電源，系統(tǒng)內(nèi)的功能模件能正常的運(yùn)行。保證操作監(jiān)視系統(tǒng)至少有一半的設(shè)備正常工作。（2）兩路電源需取自不同的UPS，同時(shí)兩路電源要走不同的路徑，避免同時(shí)受外力損壞的可能性，并且要遠(yuǎn)離、避開(kāi)熱源。（3）檢修時(shí)必須測(cè)量DCS系統(tǒng)的220V，24V，5V電源，并按廠家要求調(diào)整在規(guī)定的范圍內(nèi)。（4）嚴(yán)格按照電纜分層布置的原則，強(qiáng)弱電走向分開(kāi)，做到互不干擾。

3 除塵降溫，提高環(huán)境的可靠性

電子產(chǎn)品最怕的就是高溫，高溫會(huì)引起電子元器件工作失真，過(guò)熱燒毀，機(jī)器死機(jī)等等。所以一般廠家都會(huì)要求室溫要控制在26℃以下。塵埃則會(huì)造成旋轉(zhuǎn)部件的卡澀、磨損，元器件的短路、高溫。在環(huán)境方面，高溫和塵埃是我們要重點(diǎn)治理的方面。

（1）基建時(shí)，要做好電子室的通風(fēng)設(shè)計(jì)，必要時(shí)加裝空調(diào)，保證室溫不能太高。（2）所有機(jī)柜的電纜要及時(shí)的封口，防止灰塵從外界流入，同時(shí)要防止屋頂通風(fēng)口有灰塵吹入。（3）投運(yùn)后的第一次檢修，必須對(duì)所有的模件進(jìn)行清灰處理。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，基建時(shí)有大量的灰塵粘附在模件上，時(shí)間一長(zhǎng)必將會(huì)造成模件故障率的高發(fā)。另外，我們也不建議每次檢修都進(jìn)行清灰工作，因?yàn)榍寤視r(shí)如不注意防靜電，模件的插拔、搬運(yùn)過(guò)程中都會(huì)造成模件的損傷。

4 精心巡檢，提高系統(tǒng)維護(hù)的可靠性

DCS系統(tǒng)運(yùn)作出現(xiàn)異常，除了因?yàn)橐恍┛陀^因素的影響之外，其他因素是可以通過(guò)主觀控制進(jìn)行事先預(yù)防的。入其中較具代表性的模件故障，出現(xiàn)問(wèn)題的主要因素往往是冗余模件出現(xiàn)了問(wèn)題，但是沒(méi)有及時(shí)得到檢修技術(shù)人員的關(guān)注與處理，導(dǎo)致問(wèn)題影響的范圍逐漸擴(kuò)大，讓模件也出現(xiàn)運(yùn)作異常。最為直接的后果是導(dǎo)致通訊系統(tǒng)的信息出現(xiàn)頻率上的變化，阻塞信息的穩(wěn)定傳輸，讓DCS環(huán)網(wǎng)開(kāi)始出現(xiàn)癱瘓的故障；服務(wù)器積攢的垃圾文件過(guò)多，沒(méi)有得到及時(shí)的處理的話會(huì)拖慢監(jiān)視系統(tǒng)的反應(yīng)，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)作動(dòng)作過(guò)緩。這些都是巡檢工作不夠細(xì)致導(dǎo)致的問(wèn)題，因此加強(qiáng)系統(tǒng)巡查工作的頻率與細(xì)致程度是保障系統(tǒng)運(yùn)作高效的基礎(chǔ)。

不同廠家的DCS系統(tǒng)都有自己系統(tǒng)的診斷系統(tǒng)，我廠五期兩臺(tái)300MW機(jī)組用的是霍尼韋爾控制系統(tǒng)，系統(tǒng)可以記錄噪音情況。由于多方面原因，我們的系統(tǒng)噪音經(jīng)常出現(xiàn)突升的情況，由于系統(tǒng)噪音異常造成過(guò)機(jī)組非停。所以我們每日檢查DCS的電源系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況的同時(shí)，還要檢查系統(tǒng)噪音是否正常，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，處理解決問(wèn)題。

5 定期試驗(yàn)，提高冗余設(shè)備的可靠性

定期對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢修步驟全部完成以后，應(yīng)對(duì)DCS電源、CPU、通訊網(wǎng)絡(luò)等組件進(jìn)行冗余切換實(shí)驗(yàn)，讓這些組件的光網(wǎng)冗余功能得到保障，在實(shí)際步驟落實(shí)中還應(yīng)對(duì)DCS電源5V、15V、24V及48V電壓等級(jí)進(jìn)行記錄，模塊電壓與獨(dú)立電壓應(yīng)分別記錄，尤其是系統(tǒng)中的獨(dú)立電壓測(cè)試值，如果發(fā)現(xiàn)低于相應(yīng)等級(jí)電壓的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，那么就應(yīng)對(duì)此模塊系統(tǒng)的運(yùn)作進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)異常后進(jìn)行更換處理，防止模塊運(yùn)作不穩(wěn)定，供應(yīng)的電壓伏數(shù)無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)DCS卡件的正常運(yùn)作產(chǎn)生影響。

6 結(jié)束語(yǔ)

不同的DCS系統(tǒng)在運(yùn)作優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)上存在差異，也各有各的缺憾。因此在對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行選型時(shí)應(yīng)對(duì)多方面影響因素進(jìn)行綜合考量，并在實(shí)際的運(yùn)維管護(hù)工作中積累經(jīng)驗(yàn)，并認(rèn)真做好日常的檢修點(diǎn)檢記錄，以備緊急情況與試驗(yàn)工作進(jìn)行參考，讓事故檢修與排除的效率得到提升，增加DCS系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力工業(yè)技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)匯編》（熱工監(jiān)督）.

[2]《華電集團(tuán)公司二十五項(xiàng)反措實(shí)施導(dǎo)則》.

[3]《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》（DL/T774-2004）.

[4]《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程》（DL/T659-1998）.