火力发电厂DCS系统应用可靠性分析

火力发电厂DCS系统应用可靠性分析

金永辉

商丘中电环保发电有限公司  河南省商丘市 476011

摘要：当今时代，社会不断向前进步，国家整体经济水平持续提高，在此大环境下，电力市场面临着更加激烈的竞争，而作为发电机组的重要组成部分，DCS控制系统发挥了十分重要的作用。在实际运行过程中，DCS系统可能会受到软件、硬件、人为操作等多种因素的影响，从而降低其安全性与可靠性。因此相关人员有必要充分做好系统的日常运维工作，并针对系统可能出现的故障进行提前预控，从而不断提升DCS系统的安全性和可靠性，实现火力发电厂的稳定发展。

关键词：火力发电厂；DCS系统；可靠性

引言

DCS通常又被称之为集散控制系统，DCS系统由计算机、通信控制等内容构成，是在近年来得到广泛应用的新型控制系统。和传统的系统相比较而言，DCS更加智能化，能够有效提高通信设备的安全性和稳定性，对于电厂持续稳定的运行有着积极的意义。

1火力发电厂DCS系统相关概述

DCS系统也被称为集散控制系统，即集中管理、分散控制系统，它是区别于集中控制系统的。DCS系统的信息传输主要是依靠网络通信，而且其过程控制主要依靠计算机系统，这些计算机系统又设置成不同的层级，进而实现对不同层级的设备进行过程控制。DCS系统不是由单一的系统组成的，而是融合了计算机网络、自动化控制等现代技术，正是由于这些现代技术的融合应用，才让DCS系统的运行速度更快，对设备的控制更加可靠。其控制原理是所有的运行系统都通过中央控制室来监控，而执行控制任务的每个单元都是分散独立的。比如，控制芯片、显示器等，包括相对应的数据库之间的运行都是独立的。这样的话，就保证了整个系统的可靠运行。而且DCS系统监控以及组态的软件包都具备良好的功能，运行起来的安全性能很高，再加上结构冗余的硬件设计，让DCS系统有了更好的拓展性。当前，随着科学技术的发展，DCS系统的功能也越来越完善，可以和一些系统进行结合，满足不同生产环境下的控制需求，进而发挥更大的作用。比如，DCS系统可以和企业资源计划系统进行结合，不仅可以监控生产过程，还可以在原料的调度方面、生产计划方面等发挥作用，让工业生产更加的稳定，更加有秩序。

2火力发电厂DCS系统应用可靠性

2.1保持良好的运行环境

结合实际来看，DCS系统在运行过程中对外部运行环境有着较高的要求，同时不同品牌的DCS硬件在温度、湿度、粉尘、振动等方面的要求还会表现出进一步地细化。首先，温度是对系统设备运行影响最为突出的因素，如果外部运行环境温度超过设备可以承受的上限，则元器件的温度将会变得更高，会严重影响控制器正常工作，不仅会限制数据的采集，还会缩短元器件的使用寿命。而且，同一个电子设备中往往会有多种不同品牌的DCS硬件，其对于外部环境温度也会存在不同的要求，因此在进行温度调节时应综合考虑多种电子设备的温度要求。其次，湿度也是影响设备运行的重要因素之一，相关人员应保证环境湿度的适宜性，湿度过高时会引发结露，而过低则会产生静电现象，因此应将其保持在４５％～７５％的范围内；最后，还应充分加强对粉尘、振动、电磁等因素的有效控制，避免其对DCS设备的正常运行造成干扰。

2.2加强电源维护

电源是DCS系统的重要组件，对于电源的维护主要是做好预防工作。首先，要把好质量关，在电源的投入使用前，要选择质量更好的产品，确保产品的参数满足实际运行要求。其次，在日常的维护中，要定期检查电源的回路以及输出电压等，查看电源内部元器件是不是有老化的现象，要及时更换元器件。利用红外线测温仪测试接线螺栓的温度，查看有无存在接线螺栓温度过高现象。查看电源的保险丝容量是不是符合运行的要求，有无存在保险丝容量过大或过小的情况。另外，需要注意的是，冗余双电源供电方式有其必然的优势，但也会导致电源故障报警信息不准，不利于对故障的判断。需要在停机检修时，尤其是要加强机笼的检修，因为机笼更换的流程较为繁琐，更换难度大，检修过程中很少进行更换，导致其长期运行，易出现烧毁的情况，因此最好是定期更换机笼。最后，建立电源使用及维护情况管理日志，让检修人员能够掌握电源设备的运行情况，及时进行检修或更换零部件，也为后期的检修维护提供一些必要的参考依据。

2.3硬件及软件抗干扰措施

2.3.1硬件抗干扰

A.增加隔离硬件：模拟量的输入和输出要注意的事项较多，特别是强电流窜入的情况要格外的注意，同时还要注意电势差的问题，防止接地设备与DCS系统不共地造成的电势差问题，对于一些非常重要的回路部分要安装信号隔离器。对于数字量输人输出（DI/DO）回路，运用的最多的一种手段就是将继电器隔离措施运用于DI/DO信号之中。

B.增加浪涌保护器：杜绝出现雷击和强电压、电流进入DCS控制系统的情况发生，如若发生很可能就会直接导致控制系统出现故障，将会产生极大的危害。浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

C.防静电干扰：我们知道系统在操作运行过程中容易受到许多因素的影响，其中静电干扰也是重要的影响因素，工作人员在进入到操控室或者控制室时要注意静电的携带，要穿戴专业的防护服，同时在进行相关工作时要将带静电释放腕套进行检修，对于拆卸下来的卡件要放在合理的位置，不可以任意堆放造成故障。

2.3.2软件抗干扰

电磁干扰十分复杂，基于这一点原因，想要做到完全根除硬件带来的干扰是不切实际的，这里需要注意的是在对DCS系统进行软件设计和具体的组态过程中要采取一定的措施和方法，对抗干扰设计也要格外的注意，从根本上提升系统的可靠性和稳定性。

2.4故障处理

（1）检查监控数据。当技术人员查看监控画面的数据时，可以根据数据的内容特点来判断系统运行状态。对于以下几种情况，一旦出现应立即通知相关技术人员进行检查，并完成现场的操作与处理：①以往经常变化的数据长时间没有变动，并且多个数据都出现类似的情况；②在控制分组画面时无法有效完成手动与自动的切换，同时无法对手动输入的数据进行修改；③趋势图画面中同时存在多条线没有波动或波动较大的情况。

（2）判断波动数据。针对波动数据的判断主要是其与工艺的相关性，若存在关联应第一时间通知微机人员进行检查，并判断其是否为系统波动导致的。与此同时，还应有效完成手动状态的调节，必要时还需要到达现场。

（3）检查操作站情况。如果在系统运行过程中出现数据不变且调试无效的情况，那么就需要对操作站的工作情况进行检查。首先，应判断系统的故障灯是否亮起，如果显示红灯说明出现了故障；其次，应与拓扑结构相配合完成其他工作站的检查工作，如果出现故障也应及时维修；最后，在其他操作站出现故障时应先进行线路检查，随后开展相应的维修工作。

结语

综上所述，DCS在火力发电厂控制系统中的运用具有非常重要的意义，不仅能够提高生产的效率和质量，还可以减少成本投入，保障火力发电厂的经济效益。工作人员需要全面深入了解DCS的构成和原理，做好DCS系统的软硬件维护和管理，发挥DCS的重要作用和价值，更好地满足人们的用电需求，为我国社会经济发展打下坚实基础。

参考文献

[1]陈怀波.在电厂热工控制系统中DCS的应用与管理维护[J].科技风，2019，15.

[2]高扬.论DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].中外企业家，2016，3.

[3]林建华.DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护探究[J].工程技术(文摘版)，2017，7.