薛霞 劉瑞奇

摘 要：根據(jù)具體在實(shí)踐中使用電廠(chǎng)集散控系統(tǒng)得到的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電廠(chǎng)集散控系統(tǒng)在日常使用中出現(xiàn)的故障以及如何維護(hù)進(jìn)行了深入的研究。先是對(duì)電廠(chǎng)集散控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障類(lèi)型進(jìn)行了歸納，接著提出了一些方法來(lái)有效的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)，從而進(jìn)一步保障電廠(chǎng)集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：電廠(chǎng)； 運(yùn)行維護(hù)； 集散控制系統(tǒng)；

引言：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越離不開(kāi)能源，無(wú)論是日常的商品生產(chǎn)又或者是維持生活都需要能源，這其中又以電力資源因?yàn)槠涫褂脧V泛需求最為巨大。雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多對(duì)環(huán)境影響小的新型發(fā)電方式，但是由于適用性低導(dǎo)致無(wú)法大范圍普及。因此目前使用最多的發(fā)電方式還是火力發(fā)電。而火電廠(chǎng)的日常運(yùn)行又離不開(kāi)DCS系統(tǒng)，因此本文著重基于DCS系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)對(duì)火力發(fā)電提出分析建議。

1 集散控制系統(tǒng)概況

集散控制系統(tǒng)，又被稱(chēng)作DCS（Distributed Control Sys）。簡(jiǎn)單來(lái)講它其實(shí)就是一個(gè)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其作用主要是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)作為橋梁，鏈接控制級(jí)與監(jiān)控級(jí)。目的是為了實(shí)現(xiàn)分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。它因?yàn)榫哂兄T多優(yōu)點(diǎn)，例如能夠?qū)崿F(xiàn)分散控制、集中化操作、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)管理等等，所以被人們廣泛運(yùn)用。該系統(tǒng)主要是通過(guò)四個(gè)層次的設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，分別是現(xiàn)場(chǎng)層的設(shè)備、過(guò)程控制層的設(shè)備、操作監(jiān)控層的設(shè)備和管理層的設(shè)備。

現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備通常都設(shè)立在生產(chǎn)流程旁邊，例如我們常見(jiàn)的變送器、傳感器和執(zhí)行器等等。這些設(shè)備可以在生產(chǎn)過(guò)程中收集各種類(lèi)似于溫度、壓力等生產(chǎn)相關(guān)的變量數(shù)據(jù)，并將其傳送到后臺(tái)的過(guò)程控制中心或者是數(shù)據(jù)采集中心，同時(shí)還能夠根據(jù)接收到的后臺(tái)控制中心反饋對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)更好的生產(chǎn)。過(guò)程控制中心一般直接接收的是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出需要做出的調(diào)整量，再反饋給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。過(guò)程控制中心最大的特點(diǎn)就是能夠在同一節(jié)點(diǎn)共同實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制、順序控制或邏輯控制三種功能。操作監(jiān)控層則主要是包括了運(yùn)行員和工程師站這兩種設(shè)備。運(yùn)行員操作站其實(shí)就是一個(gè)人機(jī)接口設(shè)備，主要功能就是為了實(shí)現(xiàn)人員和系統(tǒng)之間的信息交互，運(yùn)行人員可以通過(guò)此設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能打印各類(lèi)需要的數(shù)據(jù)。而工程師站的主要作用就是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置、組態(tài)、維護(hù)。管理層則通常是代表的廠(chǎng)級(jí)的管理計(jì)算機(jī)。

2 集散控制系統(tǒng)系統(tǒng)故障類(lèi)別

2.1現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備故障

現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備故障指的是那些能夠直接與生產(chǎn)關(guān)聯(lián)的設(shè)備例如傳感器、變送器、執(zhí)行器等等出了故障，應(yīng)該劃分到現(xiàn)場(chǎng)層的故障中去。在DCS系統(tǒng)中出現(xiàn)這種故障的情況最多，所以一般在遇到電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)、CRT畫(huà)面參數(shù)錯(cuò)誤等故障時(shí)應(yīng)該最先想到這類(lèi)故障并進(jìn)行排查。造成該故障的主要原因通常都是儀表的質(zhì)量差或者到達(dá)壽命，又或者是儀表工作環(huán)境所致。

2.2系統(tǒng)故障

這類(lèi)故障屬于全局性故障，會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作造成影響。但需要注意的是這當(dāng)中部分是偶然性故障，僅需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重啟就可解決。

2.3硬件故障

硬件故障通常就是出現(xiàn)在過(guò)程控制層當(dāng)中，并且大部分都是因?yàn)镈CS的系統(tǒng)模塊受損出現(xiàn)的故障。硬件故障一般比較容易發(fā)現(xiàn)，而且造成影響小只存在局部。就比如常見(jiàn)的因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或者使用超時(shí)，使得模塊內(nèi)部元件老化形成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者電動(dòng)門(mén)無(wú)法正常作業(yè)。還有些模塊對(duì)工作環(huán)境要求比較嚴(yán)苛，如果灰塵過(guò)多或者溫度濕度過(guò)高，都會(huì)嚴(yán)重影響到模塊的工作壽命。所以在安裝DCS系統(tǒng)之前，一定要注意配套的基礎(chǔ)設(shè)施的安裝。要提前做好土建、安裝、電氣、裝修工作，并且如果處于冬夏季節(jié)，空調(diào)是必不可少的，要對(duì)系統(tǒng)工作環(huán)境的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而為系統(tǒng)工作提供良好的環(huán)境。

2.4軟件故障

顧名思義，軟件故障就是軟件錯(cuò)誤導(dǎo)致的，這種情況常見(jiàn)于DCS系統(tǒng)投運(yùn)調(diào)試的時(shí)候。這類(lèi)應(yīng)用軟件因?yàn)槠浔旧砭秃軓?fù)雜、涉及到的工作多，因此往往無(wú)法完全避免故障。要想避免這種故障，最好的方法就是嚴(yán)格要求在DCS系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試試運(yùn)階段的施工人員和運(yùn)行人員仔細(xì)作業(yè)，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并反饋問(wèn)題從而幫助技術(shù)人員解決問(wèn)題。需要注意的是這類(lèi)故障在系統(tǒng)正式運(yùn)行之后出現(xiàn)的占比很小。

2.5操作、使用不當(dāng)造成故障

DCS系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中很多地方必須要人為控制，因此一些由于人為因素導(dǎo)致出現(xiàn)故障的情況就無(wú)法避免。這類(lèi)故障通常都是因?yàn)椴僮魅藛T對(duì)系統(tǒng)操作不熟練或者違規(guī)操作導(dǎo)致的。

3集散控制系統(tǒng)系統(tǒng)故障特點(diǎn)及維護(hù)

一般來(lái)說(shuō)我們可以采取以下幾種方式來(lái)處理DCS系統(tǒng)故障：針對(duì)由于使用不當(dāng)而造成的故障。一般比較多的類(lèi)似電源錯(cuò)誤、接線(xiàn)錯(cuò)誤、安裝錯(cuò)誤等等；在DCS運(yùn)行中因?yàn)椴僮魇д`造成的故障，較多遇到的有參數(shù)整定錯(cuò)誤、某狀態(tài)設(shè)定錯(cuò)誤等等；需要注意的是一定要對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)，分辨好到底是現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備出現(xiàn)的故障還是DCS系統(tǒng)的故障。如果是前者，應(yīng)該立即對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的儀表進(jìn)行檢修。如果是后者，則需要進(jìn)一步檢查到底是硬件還是軟件出現(xiàn)的故障。如果是硬件，則需要利用DCS系統(tǒng)自帶的自診斷功能來(lái)找到對(duì)應(yīng)的部位進(jìn)行更換。如果是軟件的話(huà)，則較為復(fù)雜。還需要判定到底是系統(tǒng)軟件故障還是應(yīng)用軟件故障，前者可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重啟或重裝解決，而后者較為麻煩需要對(duì)用戶(hù)編程和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，尋找出故障誘因。

4 集散控制系統(tǒng)系統(tǒng)日常維護(hù)

在工作過(guò)程當(dāng)中，必須保證每天對(duì)過(guò)程控制站的檢查維護(hù)。檢查的內(nèi)容包括風(fēng)扇、顯示燈、通訊等等。特別是在夏天的時(shí)候，必須要確保空調(diào)的正常作業(yè)，密切關(guān)注室內(nèi)環(huán)境溫度的變化。對(duì)于持續(xù)供應(yīng)的電源，也必須定期進(jìn)行測(cè)試，檢查蓄電池是否能夠正常工作。供集散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)電源自投設(shè)備也需要經(jīng)常測(cè)驗(yàn)是否能夠正常進(jìn)行自投。對(duì)在長(zhǎng)期作業(yè)后形成的灰塵，一定要及時(shí)的清除，否則就會(huì)影響到模塊和CPU等硬件設(shè)備的散熱，降低其功效。在對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入輸出過(guò)程中使用的保險(xiǎn)管進(jìn)行替換的時(shí)候，切記要嚴(yán)格等大小替換，不能為了圖方便，隨意替換。同時(shí)在對(duì)設(shè)備或是熱工儀表檢查時(shí)，必須先斷開(kāi)保險(xiǎn)再進(jìn)行檢修，避免出現(xiàn)誤判。當(dāng)在日常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中遇到了DCS用的市電掉電之后，變更使用持續(xù)電源逆變供電的時(shí)候， 相關(guān)人員要及時(shí)恢復(fù)市電，。如果因故不能及時(shí)供電，相關(guān)人員要對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

總結(jié)而言，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值非常大，其優(yōu)點(diǎn)眾多，例如較強(qiáng)的控制能力、一流的運(yùn)算速度、相比其它系統(tǒng)更穩(wěn)定的運(yùn)行等等。因此目前在火力發(fā)電廠(chǎng)中，它起到了舉足輕重的作用。所以，針對(duì)于DCS系統(tǒng)的日常運(yùn)行維護(hù)研究是非常有理論意義和實(shí)用價(jià)值的。因此本文基于這個(gè)角度出發(fā)，針對(duì)DCS系統(tǒng)日常運(yùn)行維護(hù)提出了相關(guān)的改善及解決的建議，希望能夠進(jìn)一步增加DCS系統(tǒng)的應(yīng)用安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建國(guó).淺談煤化工DCS系統(tǒng)的維護(hù)和管理[J].儀器儀表用戶(hù)，2018，25（12）：104-106.

[2]袁捷，張民磊.基于DCS系統(tǒng)的信息安全自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)與研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2018（07）：109-112.

[3]寧玲玲.燃煤電廠(chǎng)DCS系統(tǒng)中的電壓控制節(jié)能方法研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（08）：31-35.

[4]張利，張宇，劉衛(wèi)平，甘智勇，王建.基于DCS系統(tǒng)變頻循環(huán)水泵節(jié)能自動(dòng)控制[J].中國(guó)電力，2013，46（12）：59-61+66.

[5]陳榮超，崔振武.火力發(fā)電廠(chǎng)DCS系統(tǒng)可靠性分析[J].電力科學(xué)與工程，2012，28（01）：42-45+78.

作者簡(jiǎn)介：

薛霞，性別-女，出生年（1981），籍貫（河北?。?，民族（漢），職稱(chēng)（工程師），學(xué)歷（本科），研究方向（電廠(chǎng)熱控方向）