火電廠DCS控制系統故障應急處理及其預防措施

高瑞良

天津軍糧城發電有限公司

火電廠DCS控制系統故障應急處理及其預防措施

高瑞良

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DCS（分布式控制系統）是廣泛應用于石油、化工、電力等行業的一種控制系統，近年來，國內各個領域的用電需求不斷上漲，火力發電作為當前主要的發電形式之一，必須要根據實際需要來不斷提升設備性能、優化生產技術，提高發電能力。但是在實際工程過程中，受多種因素的影響，DCS控制系統容易出現故障，影響火電廠正常的發電工作。因此，必須深入分析故障問題成因，并在此基礎上探究故障的預防和處理措施。

火電廠；DCS；控制系統；故障與處理

一、火電廠DCS控制系統的常見故障

1、系統自身故障

DCS融合了計算機系統、電子信息系統、傳感系統以及控制系統等技術，因此其內部結構十分復雜，系統組成元件的數量較多，這些元器件如果在使用過程中出現質量問題，就會影響DCS控制系統的部分功能，如果是主干路元器件損壞，還會造成區域性的線路故障，給火電廠造成巨額損失。其中較為常見的系統故障有：一是在進行系統線路搭建時，由于相關的設計人員沒有嚴格按照規劃圖紙進行操作，導致系統內部線路和元器件的組合不對應，后期通電試運行后，就容易出現線路燒壞等問題；二是PLC控制器黑屏（藍屏），PLC作為控制火電廠DCS系統的一種系統軟件，通過各種編程指令完成對系統的操作與控制，如果這些程序語句存在錯誤，或是PLC軟件本身出現故障，就會導致控制器黑屏（藍屏），進而失去對DCS系統的控制功能，導致各種操作處于無序狀態，不利于火電廠正常發電工作的開展。

2、人為因素造成故障

人為操作不當引發系統故障，是火電廠DCS故障中極為常見的問題，例如對設備操作不熟練，或是不按照規定進行操作等。隨著現代控制技術的發展，許多火電廠都引入了信息化控制系統，利用終端計算機對各個站點的系統進行可視化管理。但是由于缺乏嚴格的監督和控制體系，許多設備管理人員在工作時間利用工廠的計算機玩游戲、看電影，導致一些網絡病毒傳播到計算機中，給DCS控制系統的正常運行造成了極大影響。另外，部分設備操作人員沒有養成良好的工作習慣，例如在長期工作中不能定期對重要文件進行備份，或是對涉及到火電廠核心技術的文件沒有加密等，這些文件保存在計算機硬盤上，如果一旦硬盤損壞，將會導致文件資料的遺失。

3、外部環境造成故障

首先，火電廠本身屬于污染較為嚴重的企業，加上DCS控制系統中的電器元件在靜電吸附作用下，很容易吸附空氣中的粉塵，嚴重情況下還會導致系統短路和崩潰。其次，在火力發電過程中，工廠內部環境溫度較高，導致DCS控制系統中的元件工作負荷增加。尤其是一些電子元件密集的線路板，很容易因高溫導致導線絕緣包皮融化，金屬導線裸露。而一旦這些導線與其他元器件相連，就極有可能導致整個電路板燒毀。最后，為了防止對周邊地區居民的影響，火電廠的選址大多集中在相對偏遠的郊區，如果缺乏嚴格的控制措施，像老鼠、流浪貓狗等動物也有可能咬斷電線，導致DCS控制系統突然斷電，給火力發電廠造成嚴重的經濟損失。

二、火電廠DCS控制系統故障的應急處理辦法

當系統管理人員發現DCS出現故障后，應當立即啟動應急處理措施，并通過以下步驟逐步排查和尋找故障源。

第一，逐個檢查所有的控制器，看控制器所顯示的各項參數是否正常或保持一致，如果某個控制器的參數出現異常，則鎖定該控制器控制下的系統設備，并通知專業的設備維修人員進行故障維修。

第二，如果是在設備正常運行過程中，控制器突然出現黑屏或藍屏，并由此導致DCS控制部分或全部功能的喪失。系統管理人員應當首先調取監控錄像，檢查各個控制臺和操作站是否存在違規操作；隨后啟動應急計算機，并讀取備份數據，保證火電廠各項工作的正常運行，隨后聯系維護人員對控制器進行修復。

第三，如果中央計算機的鼠標、鍵盤等硬件設備出現故障，可以多次重復的插拔USB接口，并觀看問題是否解決；如果仍然存在鼠標或鍵盤無反應，則通知相關維護人員進行設備更換或維修。

第四，DCS網絡癱瘓，管理人員應當立即切斷總控電源。這是因為如果DCS網絡崩潰，其控制功能就形同虛設，如果不加以控制，反而會給火電廠其他的工作活動產生影響。因此，必須通過切斷電源，是DCS強制性停止，等待維護人員將網絡系統修復后，再通電運行。

三、火電廠DCS系統常見故障預防措施

1、電源系統故障

DCS系統又稱之為集散控制系統，是由多個分項系統構建而成，其中電源系統作用不可忽視，對電源系統的安全性與穩定性要給予十足把握，并熟練掌握電源使用原理與操作流程，嚴格按照正確使用方式進行。對電源模塊的選用要完全符合相關標準，同時要對電源電壓進行實時監測，控制電壓波動的穩定性，并對電源故障問題等進行檢測，一但發現先問題則需要及時解決。

2、硬件(模件)故障

DCS系統運行時，為了減少硬件故障的發生率，必須要注意以下幾點：嚴格按照相關的標準和法規為客戶提供一個良好的硬件運行環境；在處于工作狀態時，禁止使用高功率無線設備，也不得隨意打開機箱；保持穩定的工作電壓；為關鍵的硬件配置（模塊）足夠的冗余。

3、軟件故障

軟件故障相對來說都比較容易處理，一般的軟件故障都是因為使用的軟件是盜版軟件，致使系統運行不正常，處理方式就是使用正版軟件，并記得要及時升級。

[1]楊金玲,馬博峰,郭占東.DCS系統故障分析處理及維護防范措施[J].城市建設理論研究,2013,(02):131-133.

[2]程永紅,秦東亮,李勇.DCS系統故障分析處理及維護防范措施[J].中國儀器儀表,2011,(02):164-165.

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高瑞良(1987-)，男，天津人，助理工程師，本科，現主要從事天津軍糧城發電有限公司熱控專業工作。