提高电厂DCS系统可靠性的措施与方法

提高电厂DCS系统可靠性的措施与方法

王如飞

广西投资集团来宾发电有限公司广西来宾546138

摘要：在社会经济不断的今天，我国电力资源需求不断增长，在这样的状况下，如何保证电厂的正常供电，成为各电厂的首要任务。而DCS系统的出现可以有效保障电厂电力输出，可作为电厂中供电系统的核心系统，DCS系统是否能够正常运行是电厂正常供电的关键。DCS系统对电厂发电系统的影响巨大，如何提高DCS系统可靠运行变为电厂管理者急需解决的问题。笔者结合DCS系统自身特点探索解决这些问题的方法，以此提高DCS系统的运行效率。

关键词：DCS系统；可靠性；措施；方法；发电厂

前言：

社会上计算机控制系统变得高度集中化，对电源稳定性、供电的质量提出了更加“苛刻”的要求。为了避免突然断电导致存储器中的数据丢失，影响以后主机的正常运行，要求对微机系统供电一旦发生瞬间断电时，必须加持DCS系统，保证其在小于5ms的时间间隔内重新给微机系统供电，以保证微机系统的正常运行。这个电源系统可以有效保障电厂的安全运行，鉴于此，能够配置一套稳定可靠的DCS系统电源，可以对电厂安全稳定提供的重要保障。

1DCS系统探概述

DCS系统在国内被称为集散控制系统，其主要功能特点为控制分散、管理集中，表现为以通信网络作为纽带的系统结构，通过在过程控制级和过程监控级形成，以此多级信息技术系统进行处理各类问题，常由计算机系统、通信网络、显示器以及控制系统组成。在DCS系统不断应用于电厂发电生产后，不断有效拓展它的应用范围。科技工作者不断开发出各类新类型的DCS操作系统，从而满足了不同产品生产和不同生产规模的需要。DCS控制系统在系统设计理念方面也不断改进，常以分散控制并且集中操作，分级管理却又灵活配置作为其设计理念，现代信息技术手段在DCS系统中存在广泛的影响，保证电厂中DCS系统的运行可靠性是保证电厂良好稳定的运行的基础[1]。

2影响电厂DCS系统运行可靠性的问题分析

2.1管理者不能根据电厂的实际选配适应的DCS系统

DCS操作系统被不断运用于电厂的发电生产，开发设计工作者针对不同规模，根据不同发电方式的电厂，开发出了多种功能各不相同的子系统。让这些子系统能够有效运用于电厂发电系统，是建立在满足各类应用条件的基础上。若在DCS系统设备选型过程中，管理者不能根据电厂的实际选配适应电厂运行的DCS系统，常导致DCS系统应用和实际需要不相符，系统运行不稳定，其运行可靠性会大大降低。

例如，一个100千瓦的发电厂，管理者在负责采购时采购了满足于50万千瓦的电厂的DCS操作系统和相关设备，使得系统超负荷运转，无法满足实际生产需要，而且还容易出现各种各样的故障。这种超负荷运转的问题，不仅会严重损害电子器件的寿命，还可能引起DCS系统运行的混乱，导致增大了电厂生产事故的发生概率。

2.2不能及时有效解决系统运行故障问题

OT（操作员站）是作为电厂DCS系统的核心部件之一，可以显示系统运转信息和控制设备运行信息，起着非常关键的作用。但常常存在高负荷运行现象，设备本身生产过程中也存在这样那样的问题，还有操作工人的违规操作也会导致OT出现各种故障，OT内部元件烧毁也会引起故障，有时较高的气温和散热系统的问题，也很可能导致OT内部元件过热而烧毁，从而影响DCS系统可靠运行。

例如，电厂运行中一台OT运行中出现黑屏或者蓝屏，导致DCS系统发生障碍最多，系统运行异常，而此时其他OT元件却正常工作。导致系统信息显示出现缺漏，电厂操作工人无法实时掌握DCS系统的运行状况，无法根据事情情况变化调控生产设备，而出现电站设备内部元件烧毁，严重影响发电厂安全运行[2]。

2.3AP系统故障和控制网络故障影响DCS系统可靠运行

AP系统作为DCS系统的“神经末梢”，其作用为在控制信息传递和设备反馈信息的收集、传递和预处理。若AP系统出现异常，就会造成相关设备无法执行DCS中央处理系统发出的指令，操作控制网络故障常表现为在各台OT上都显示为蓝屏、黑屏或者系统报警。由于DCS系统是基于网络，实现对各个设备的控制，若出现网络故障的问题，会严重影响整个系统的可靠性，影响电厂正常运行发电。

3提高电厂DCS系统可靠性的措施和方法

3.1优化DCS控制系统的选型，提高系统可靠性

在DCS控制系统的选型时应符合火电厂的需求，才能实现系统的可靠性，降低其在火电厂中的运行压力。火电厂优化DCS控制系统选型的方面须审核DCS控制系统的硬件性能，以免出现硬件问题，特别对于系统内的电子元件选择，均要保证其达到性能标准，才能投入到控制系统的应用中。对于DCS控制系统内的软件选择，必须具有稳定运行的条件，以此防止DCS控制系统在火电厂中发生程序缺陷，保证DCS系统安全运行。

3.2完善DCS控制系统的程序设计，保证系统可靠性

合理程序设计是保障DCS控制系统可靠性的重要因素，电厂应结合DCS控制系统的功能要求，规范系统的程序设计，以此来确保控制系统的可靠性。DCS控制系统的程序设计比较复杂，包含诸多连锁逻辑的数据，火电厂以可靠性为主实行程序设计，一方面通过程序设计完善DCS控制系统的运行，另一方面为系统提供可靠性的依据，减少DCS控制系统内的误动或误差，进而维护控制系统在火电厂中的安全性，体现程序设计在可靠性中的作用[3]。

3.3重要设备要有冗余，定期作冗余切换试验

DCS中重要的设备，如CPU、网络、电源等，要有冗余设计，即都有备份设备，如每个CPU中都有主备用，网络有A、B网，电源供给有双路，以备在一个出现问题时，另个备用能快速的切换使用。为使冗余设备能始终保持在备用状态，能快速、准确的进行切换，必须定期进行冗余的切换试验。

3.4防止网络病毒侵犯

DCS网络应不与互联网有任何联接。做为独立的一个局域网，在DCS与外界的联接终端中，应杜绝任意的外来移动设备联接，如U盘,移动硬盘等，如确须使用，必须杀毒并专用。

3.5做好设备维护工作，保证系统可靠性

做好设备维护工作，对保障DCS系统的安全性稳定性运行有着非常重要的作用，可以及时电厂设备存在的各种隐患，对及时排除提供依据，使设备处于良好的运行状态。做好设备维护工作须加强定期维护工作和试验，做好逻辑组态、标签、画面定期备份工作，定期清理操作员站的磁盘。定时检查更换键盘、鼠标等DCS系统操作硬件设备，保证其在关键时刻不掉链子，操作人员运用其输入相关指令，保证系统安全运行。定期清扫设备所在环境的卫生，这对提高设备性能，延长使用寿命、保障设备稳定运行有着极其重要的作用。

3.6加强人员的培训，保证系统可靠性

DCS控制系统变得越来越完善，系统越来越复杂对操作人员的要求也越来越高。必须要求操作人员熟知DCS控制系统的各个环节，充分熟悉控制界面的操作变化。对操作人员必须要求到心细，应变能力快。在进行DCS系统升级，或者更换操作人员时，必须对其管理、操作人员进行培训，保证操作人员能够解决各种突发状况。不断提高工作人员操作能力，定期培训保证其熟悉系统发展变化，以防止发生突发情况而无法处理从而造成电厂的损失[4]。

结束语：

社会上DCS控制系统不断的应用推广，多数电厂的自动化程度越来越高。在发电厂高效运行中，高度自动化的系统被不断运用，DCS控制系统的因为其安全可靠性显得越来越重要，其抗干扰性研究也被不断提出。如何有效解决DCS控制系统的可靠性，需要我们不断积极研究，从全方面考虑，不断完善DCS控制系统，保证在将来的电厂运行不出现问题，保证各电厂企业的高效运行。

参考文献：

[1]侯慧姝,刘文兴.DCS系统现场控制站的可靠性措施[J].价值工程,2011,30(32):65-66.

[2]刘改平.火力发电厂DCS维修决策优化及风险分析研究[J].建筑工程技术与设计,2014,(18):792-793.

[3]吴迪.提高电厂DCS系统可靠性的措施与方法[J].广东水利水电,2006,(3):76-77,81..

[4]丁世勇,刘明.电气系统监控纳入DCS改造的设计与实践[J].继电器,2007,35(17):44-46.