淺析火電廠DCS控制系統現場調試

梁農

摘 要：DCS系統也稱為分散控制系統，其在生產過程中對多個回路進行分別控制，但其數據又可集中進行獲取，集中管理和集中控制，所以在火電廠生產，DCS系統作為重要的設備之一，實現對電廠的控制和監視職能，對火電廠的正常運行具有非常重要的意義。因此，加強DCS控制系統的調試工作是火電廠非常重要的工作。文章從DCS系統調試前的檢查入手，分析了DCS系統調試的主要方法，并進一步對DCS控制系統現場調試中的故障診斷和處理進行了具體的闡述。

關鍵詞：電廠；DCS控制系統；調試方法；故障；診斷；處理

1 DCS系統調試前的檢查

1.1 環境檢查

DCS系統對環境的要求較高，所以在對系統調試前需要對主控室和現場控制室的環境進行檢查，從而使其溫度、濕度和室內照度都能夠達到系統要求的條件。

1.2 導線絕緣電阻的檢查

由于在DCS系統中存在著較多的回路，而且在每一個回路上都安裝有超載保護，所以在進行絕緣電阻檢查時并不需要逐一對每個回路進行檢查，只需對幾個回路進行抽查即可。在檢查時則需要使導線和設備處于斷開的狀態，然后利用兆歐表來對絕緣電阻進行測量。

1.3 供電檢查

供電檢查分為兩個步驟：第一是裝置的供電系統檢查，包括UPS的檢查和24VDC供電柜的檢查，主要檢查供電電源的等級；第二是供電電源的檢查，包括熔斷管容量的檢查和負載性能的測試。

2 DCS系統調試的主要方法

2.1 系統調試的復原方法

（1）硬件調試項目復原。當對硬件進行檢查時，則需要先進行分類，然后制定調試表格，將檢驗項目的正常值及允許誤差填好，然后在測試進與調試表進行逐一核對，同時還要做好相應的記錄。（2）軟件調試復原。對于軟件的調試則相對簡單，因為軟件在出廠時已進行過調試，所以在現場調試過程中，則只需要對軟件的結構性和功能性進行測試即可。（3）單回路調試。每一個單回路都不可能一部分就調試完，所以需要根據信號的模擬量、數字量來進行分類和分組，從而對其調試順序進行確定。而在調試過程中需要在調試完成一部分后即用色筆來進行標記，同時還要做好數據記錄。（4）聯鎖回路調試復原。進行聯鎖回路調試時，首先需要有邏輯測試圖，然后才能實現對聯鎖邏輯功能進行調試。而在測試前，對邏輯圖進行核對是整個工作的重點。邏輯“1”和“0”的條件結果需雙重測試。在調試時，對于設計需要的邏輯功能不能存在遺漏的情況，同時也不能超出設計需要的邏輯功能，即不能多也不能少。（5）程序控制系統調試復原。在測試過程中，需要嚴格按照程序表來逐步進行，同時需要對每一步的進行條件、元件狀態和程序時間進行全面的檢查和試驗。

2.2 系統調試的模擬方法

為了保證系統投入前調試的真實性，則利用綜合模擬方法來進行系統調試，此方法是利用完整和真實的參數對系統狀態進行調試。（1）輸入信號模擬。在系統中模擬輸入過程變量相應的信號，使用0.05級信號發生器作為標準表，保證精度上的要求。（2）輸出負載模擬。冷態調試時，現場負載不接入。對模擬量輸出負載，可在控制室內有關盤中輸出輸入端子上接入與負載相當的小功率電阻，使其在屏幕上正常顯示。當數字輸出信號的負載需要時，可用信號燈模擬。熱態調試前拆除模擬負載。（3）系統模擬。系統模擬主要使用在重要且復雜的聯鎖系統，采用冷態調試。制作模擬板，數字信號用開關和信號燈模擬，模擬量信號可由簡易電子元件線路產生。（4）故障模擬。故障模擬的目的是為了檢查計算機系統對故障的檢測診斷和冗余功能。送入越限信號，故障信號，測試操作站的顯示狀態。用切斷電源、切斷負載、拔出插件、人為調整和加臨時跨接線等方法模擬故障狀態，測試操作站對相應故障的檢測診斷和冗余功能。

3 DCS系統現場調試中的故障診斷與處理

3.1 DCS系統早期故障

導致DCS系統早期發生故障的因素較多，設計方面存在不過關及不嚴密的地方則會導致系統本身存在著缺陷；當對系統進行運輸、存放和安裝過程中，都極易導致新的故障產生；特別是安裝過程中，由于安裝環節較多，任何一個小的失誤都會導致故障的發生；當DCS系統元件的質量存在著問題時，也會導致故障的發生；DCS系統對現場的環境要求較高，所以現場環境達不到使用要求時也是導致故障發生的主要原因；在對DCS系統進行調試時，對操作人員具有較高的要求，因為操作人員一旦發生誤操作，則會導致系統元件的損壞，引發故障。

3.2 現場常見的硬件故障

（1）系統插卡和元件故障。這種故障發生時，多數情況下都是由于元件本身的質量問題所導致，但也存在人為因素所導致的故障發生，如沒有對其進行正確的使用，接線時發生錯誤等，都會導致不正常電壓的產生，從而發生短路故障；（2）線路故障。導致線路發生故障大致有三點原因，首先是接觸不良所導致的，這主要是由于電纜導線端子、插頭損壞或是松動所引發的；其次是在調試過程中，由于存在著臨時接線、拆線和跨接線等情況，出現接線錯誤，從而導致線路故障的發生；最后則是由于外界因素對線路帶來的腐蝕及損壞等情況，這類故障往往不容易發現，具有較大的隱蔽性；（3）電源故障。供電線路事故，線路負載不匹配，可引起系統或局部的電源消失，或電壓波動幅值超限，或某元器件損壞，或某些誤操作，產生電源故障。這類故障常常影響范圍較大。

3.3 軟件方面的故障

（1）程序錯誤。設計、編程和操作都可能出現程序錯誤，特別是聯鎖、順控條件，不少問題往往是由于工藝過程對控制的要求未被滿足而引起的。（2）組態錯誤。設計和輸入組態數據時發生錯誤，這可調出組態顯示進行檢查和修改。組態錯誤引起信息傳遞處理出錯。

3.4 故障測試的基本途徑

（1）現場調試主要包括三部分：硬件調試、軟件調試和系統調試。硬件調試和軟件調試也可以和現場安裝后對DCS系統的設備檢驗工作一起進行。系統調試是安裝后投運前對軟件、硬件的綜合性的最終檢查；（2）可以充分利用制造廠提供的故障檢查流程圖和故障診斷表。

3.5 故障的位置及處理

DCS系統能及時對掛在總線上的各回路進行周期診斷，通過檢查如發現異常現象，其內容就被編譯成代碼，經由總線的操作站傳遞信息，從而在CRT上顯示和報告故障發生的位置。通過CRT了解故障情況后，應進一步通過機柜的有關卡件上的發光二極管的顯示狀態查詢不正常狀態的故障內容。插件外部的故障則要逐步檢查分析；通常采用的故障定位方法有直接判斷法、外部檢查法、替換對比法、分段檢查法和隔離法等。

3.6 組態錯誤處理

在進行測試過程中，如果發現組態出現錯誤，則需要通過核對組態表格和數據，然后由專人負責進行修改。同時在調試工作中，還需要對組態點進行一一的核對。對于測試時需要對組態數據進行臨時改變的情況，則需要在調試過完成后再及時將其恢復到原來的狀態。

3.7 程序錯誤處理

每套應用軟件都有自己特定的編程語言，而且這些編制在設計階段就已經全部完成的，但在當進行現場調試時，則很難避免需要對程序編寫上的錯誤和控制上的變化情況進行適當的修改，所以在調試時需要對程序進行必要的檢查，并對其進行運行，從中發現問題。

4 結束語

DCS系統調試是一項復雜的、系統的工作，其不僅與安裝、生產工藝有關，同時還關系到設計和設備供應等多方面的工作，所以在對其進行調試前，需要技術人員做好必要的準備工作，從而能夠在調試過程中及時發現故障問題，并采取切實可行的措施進行解決，使DCS控制系統能夠處于正常的運行狀態下，確保火電廠的生產安全，使火電廠預期的經濟效益目標得以實現。

參考文獻

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