DCS控制系統在電廠中的應用

徐偉

摘 要：DCS系統已逐漸從原來的配角角色轉變為決定各發電企業安全經濟運行的主角地位。通過各項實踐證明，集散控制系統的應用，在大大減輕了工作人員的工作強度的同時，也提高了工作效率。

關鍵詞：DCS;熱控;電廠

DCS控制系統即集散控制系統，它在運行過程中，運用若干微機進行分散控制，并通過管理計算機監控全部信息，實現負荷與功能面的分散以及操作與管理的集中，是一種在現代化生產過程中應用非常

廣泛的綜合控制系統，特別是在發電企業生產過程控制中發揮著重要的作用。DCS系統已逐漸從原來的配角角色轉變為決定各發電企業安全經濟運行的主角地位。通過各項實踐證明，集散控制系統的應用，在大大減輕了工作人員的工作強度的同時，也提高了工作效率。

一、DCS控制系統概述

DCS又稱集散控制系統，簡單的說就是做到分散控制、集中操作、組態方便、配置靈活。系統主要的構成有硬件和軟件;操作節點、控制站和網絡組成。操作節點由計算機和監控軟件組成，包括操作站、工程師站、歷史站、通信站。控制站主要是指控制柜中的I/O卡件、主控卡件、電源模塊以及與I/O卡件相對應的端子板。在控制層，采用冗余的100Mbps工業以太網，保證系統的可靠性;支持光纜、同軸電纜。在現場信號處理層，采用了1.5-12Mbps的PROFIBUS-DP總線連接中央控制單元和各現場信號處理模塊。此外，系統還提供標準的OPC接口、以便同其它智能單元如PLC、智能儀表等連接。DCS系統對生產工藝的狀態監視有著不可替代的作用，它作為生產的控制核心，對保證其正常穩定的運行有著重要的意義。DCS一旦產生故障輕者影響生產工藝的質量，重者停機停爐。因此，保證其正常穩定的運行對生產和安全有著極為重要的作用。

二、DCS技術的優點與缺點

1.DCS技術能對多個操控對象進行運行控制，可有效降低設備運行時的故障率。DCS技術使控制功能較為分散，因此更能夠明確各自的控制工作。另外，DCS技術還可提高DPU設備的邏輯控制能力，由此表明DCS技術可靠性較高。

2.DCS技術能在各種設備及系統中應用，能實現各系統間的信息交互，并且還能滿足各個運行系統擴容的要求，在提高系統運行穩定性和擴展性中的作用重大。

3.DCS技術具有分散性，各DPU控制任務較為單一，如果DCS系統某一個節點出現問題，操作者能快速找出問題所在，并及時進行維護，將故障有效排除，有利于保證DCS控制系統穩定運行。

4.工業現場使用的閥門、變送器及各類儀表大部分是模擬儀表，以模擬量操作為主，由于不具備數字信息傳輸功能，因此在進行計算機網絡管理時，有可能會出現問題，從而嚴重影響到整個網絡管理的合理性。

5.通常不同廠家生產的DCS系統運行模式、組態軟件、運行參數都有很大差異，如果不能有效解決這一問題，將有可能導致全廠DCS系統無法組網、系統應用受限。外加DCS系統開放性有限，在數據信息交互轉換時，需要通過其他儀器設備進行，如此一來，將增加DCS系統的運行成本，影響DCS系統的發展。

三、DCS熱控自動化設備的安裝要求

1.控制好安裝環境

DCS熱控自動化設備是一種精度非常高的科技產品，對安裝環境的要求相對也比較高。因此，在進行DCS熱控自動化設備安裝時，必須充分考慮到DCS熱控自動化設備的安裝環境。在室內的裝修、消防、空調的安裝等相關工作結束后，對室內的溫度以及濕度采取有效的控制措施，使其符合相關的實際要求標準。尤其要注意安裝環境的磁場強度，高強度的磁場會對計算機系統造成嚴重影響。因此，必須將環境的磁場強度控制在相關規定范圍內，禁止在計算機附近使用大功率的電子產品。

2.安裝接地要求

DCS熱控自動化系統必須要進行接地處理，因為只有經過接地處理，才可以為系統提供統一的基準電壓參考標準。在進行接地處理時，接地設備要處于獨立狀態，在有意外情況發生的時候，接地設備可以快速的將過載電流引入地下，避免對系統造成危害。這樣在很大程度上提高了DCS熱控自動化系統運行的安全性和穩定性，而且還可以有效的避免外界信號對DCS熱控自動化系統造成干擾。由于DCS熱控自動化屬于高科技成品，因此對接地處理的要求也非常高，在進行接地處理時，必須嚴格遵守相關要求標準，確保接地處理的準確性。

3.安裝線纜要求

線纜的選擇對于DCS熱控自動化設備安裝非常重要，所選用的線纜的質量和性能必須完全符合實際要求。在設備安裝的過程中，必須將有源和無源信號合理分離，還要將屏蔽和非屏蔽信號準確辨別，防止兩種信號之間出現干擾。除此之外還需要注意，要將強和弱電流的有效層次和距離合理劃分，將其與其它電纜之間的距離控制在合理的范圍內，避免設備正常運行時受到干擾。在進行DCS熱控自動化設備電纜安裝時，為了防止其會受到損害，應對線纜的絕緣部分進行有效的保護處理。

四、DCS控制系統常見故障

1.運行容易受環境干擾、電源容易出現故障

DCS集散控制系統的運行對周圍環境的要求極高，由于DCS集散控制系統的信號處理功能很容易受到周圍環境中各種信號的影響，因此在使用DCS集散控制系統的過程中，必須有效避免在周圍環境中使用其他的電子設備，從而避免DCS集散控制系統受到環境的影響而出現信號故障。除此之外DCS集散控制系統還有可能在電源方面發生故障。由于設計者考慮不夠充分，導致系統在運轉的過程中常常會發生電源短路的問題，而又由于電源在出現故障時沒有及時和備用電源進行切換，因此就影響了系統運行的連續性。

2.網絡故障和軟件故障

由于DCS集散控制系統在本質上隸屬于局域網系統，因此也有可能會出現網絡方面的障礙，影響系統的運行。現在DCS集散控制系統在我國已經被普遍使用，而在整理了相關的統計數據之后，發現DCS集散控制系統的網絡障礙主要表現在以下三個方面：一是網絡的線路堵塞，二是網卡故障，三是IP地址錯誤，以上的三個問題出現任意一個，都會影響整個DCS集散控制系統的正常運轉。除了容易發生網絡故障之外，由于DCS集散控制系統中的各個軟件來自于不同的開發商，因此很容易產生不兼容的情況，從而影響整個系統的使用效率。

3.人為故障

除了客觀的軟硬件等各種因素之外，DCS集散控制系統的問題同樣也來自于人為方面，比如說工作人員由于不熟悉系統的操作規范而導致的重復指令或者使得整個系統處于超負荷運轉的情況。一旦出現這些情況，系統可能會癱瘓

五、DCS控制系統的檢修與維護

1.硬件管理與維護

一般來說，無論是輸出模塊還是輸入模塊出現故障，都必須要對系統進行修復。如果出現故障的情況，就需要更換模塊解決問題。由于很多人員沒有正確認識儀表制作技術，自身的水平也不高，對內部元件老化導致的熱控模塊故障問題無法準確進行判斷，需要專業人員進行模塊維修。這就需要定期培訓技術人員，在發生設備故障時，對故障進行深入剖析檢查，通過分析、與廠家專家溝通等方式，了解發生故障的原因及處理方法，不斷提高自身的技術水平。

2.軟件管理與維護

除了對應用軟件進行備份外，還需要全面仔細的記錄應用軟件的變化，對軟件功能進行全面深入的測試，特別是對各級別權限要嚴格進行檢測。對各類軟件要進行規范管理，對軟件要及時進行更新。設備在處于維修狀態的時候，要進行隔離和維護。如果故障排除的難度比較大，需要按照設備的運行現狀，選擇最為合適的方式進行排查。如果操作員站無法正常運行的時候，要及時斷電或是調節電路控制器，停止運行。還需要對設備、軟件的監管制度不斷進行完善，確保軟件的運行安全。

六、結語

電力企業要不斷創新或是優化當前DCS控制系統，做到預防為主，并制定科學、合理、可行的維護策略和方式方法，最大限度的滿足企業需求，確保DCS系統長期穩定的運行，助推企業穩健長遠發展。

（國電吉林龍華長春熱電一廠? 吉林? ?長春? 130000）