摘要：火力发电厂为了保障机组能够顺利有序的运行，全部使用了DCS控制系统，此系统对机组的正常运行具有极其重要的作用。然而因为种种因素的影响，导致该系统在机组正常运行中时常发生一些故障问题，直接对机组的正常运行造成了恶劣影响。基于此，文章主要探讨了火力发电厂DCS系统可靠性分析的相关问题。
关键词：火力发电；DCS；故障；措施
一、DCS控制系统简介
集散控制系统（DCS）又名分布式计算机控制系统，是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术及人机接口技术相互渗透发展而产生的。DCS既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，而是克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。它具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点，能提高生产自动化水平和管理水平，降低能源消耗和原材料消耗，提高劳动生产率，保证生产的安全，创造最佳的经济效益和社会效益。
DCS是分散控制系统（ Distributed Contro System）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（ Computer）、通讯（ Communication）、显示（CRT）和控制（ Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活组态方便。从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
二、火力发电厂DCS系统运行中的常见问题分析
1，热工元件故障
热工元件是热工保护中进行信号采集的重要组成部分，热工元件能否安全可靠地运行， 直接关系到热工保护的安全性和可靠性。但是，由于温度、压力、流量以及阀门位置灯原因， 常常会造成误发信号，使得主辅机产生保护异常的现象。有的火力发电厂中，因热工元件故障引起的热工保护异常甚至占到了所有故障发生率的一半以上，通过调查分析发现，主要原因是元件的质量不高、部分元件老化，导致热工保护误动作。因此，要加强对热工元件的设计和选购，尽量避免单点参与机组保护的模式，从而最大可能降低机组保护异常的风险。
2、电缆接线故障
随着市场经济的不断发展，许多火力发电厂的工作环境有了很大的改观，在一定程度上提高了工作效率，激发了员工的工作积极性。但是由于电厂自身的特殊性，常常因为自身高温、潮湿、粉尘的作用，造成大量电缆老化，降低了电缆的绝缘性，大大提高了电缆短路的概率， 进而出现保护异常动作的现象。比如汽轮机保护系统中，有的信号电缆必须经过机头的高温区域，这就造成了电缆的绝缘性降低，存在很大的安全隐患，其中在部分省份中已经出现过汽机保护信号电缆绝缘性降低，导致热工保护异常的现象。我国的众多火力发电厂应该给予高度的重视，在管理和检修中列出处于高温、潮湿等恶劣环境中的电缆，然后在每次的检修工作中，加强对这部分电缆的电阻测量，检测其绝缘性，如果发现存在电阻值误差比较大的情况，应该及时更换电缆，及时有效的降低热工保护异常动作的概率。
3、硬件故障
DCS软硬件故障是造成热工保护异常的另一大原因，这主要是因为随着DCS控制系统的不断发展，相关部门为了确保机组的安全性、可靠性，在热工保护系统中加入了诸如CCS、DEH 等控制站，使得两个控制器在同时发生故障时能够进行停机保护，这也就导致了DCS软硬件保护异常情况的发生。其主要的情况包括以下几种：信号处理卡件损坏、输入输出模板有误、设定值模板出现故障、以及网络通讯不畅等。
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4、设备电源故障
随着火电厂热控系统自动化程度的不断提高，火电厂在热工保护中加入了DCS控制系统，部分过程控制站还采取了电源故障停机保护，但是近年来由于热控设备电源故障引起的热工保护异常也有逐年上升的趋势。这主要是因为热控设备电源系统设计不合理，或者是电源接插件的解除不良引起的，电源故障，造成系统停机的现象。还有一些设备电源故障如电磁阀的线圈电源接地短路，导致热工保护系统异常。
三、火力发电厂DCS系统可靠性和抗干扰性的技术研究
1、在具体工作中构建通用网络结构
通过对火力发电厂的实际工作来分析，应在工作中对电气自动化技术进行不断的创新应用，优先选择网络通讯产品的关键，就在于其可以很好地实现从办公自动化的环境到元件级和控制级的整个电气自动化系统的范围。以此切实确保火力发电厂的控制设备、相应管理系统等之间数据信息的顺利传输，最终有效保障全集成的自动化。
2从现阶段的实际情况分析
我国火力发电厂的相关自动化系统已经满足不了集散控制系统在具体的工作中通过相关的自动化系统来对全通信控制的实现，在具体的工作中其系统的可靠性依旧存在很大的需求与实际间的距离。因而在火力发电的电气自动化系统以及其相关的集散控制的系统之间通常保留一部分的硬接线。而在具体的工作中，要切实保障火力发电厂电气全通信控制模式的具体实现，就需要相关人员将火力发电中热工工艺连锁的问题解决到位，以此来有效提高火力发电过程中电气后台系统的应用水平，对最初阶段的基本运行监视功能加以丰富。
3、提高DCS系统的可靠性
火力发电厂热工自动化系统的具体工作环境中，不可避免的会出现大量复杂环境因素的干扰，这就需要我们在工作中切实提高DCS系统的可靠性。
4、相关专家提出了相应的措施
近年来，为了在工作中有效减少因接地异常对机组运行造成的不利影响，有相关专家就此问题展开了分析探讨，并在此基础上组织召开了火电厂热工系统接地以及相关干扰问题的谈论会，通过对具体案例中疑难问题分析研究，较为深刻地提出了相应的有效措施。
四、提高火力发电厂DCS系统的可靠性措施
造成火力发电厂故障的原因有很多，影响因素也较多。目前的DCS系统已经不能适应火力发电厂的变化，因此应当加快对DCS系统的研究步伐，提高火力发电厂DCS系统的可靠性。使得DCS系统能够真正保障火力发电厂的安全，确保火力发电厂能够正常运行，减少故障发生。
对火力发电厂DCS系统的改进设计，提高可靠性应当对DCS系统进行改进设计，改进主要有两方面措施。
第一，加强丢火力发电厂DCS系统的集中配置改进。采用集中配置方法可以有效的帮助火力发电厂对机组进行控制与管理，显著提升控制系统的控制性。在改进时，可以利用计算机网络技术将控制系统设计在同一个控制室内，建造一间控制室，可以对火力发电厂的机组进行全面控制与管理。这样可以最大程度上的提升管理水平，降低火力发电厂所出现的问题。
第二，应该采用智能技术进行管理。应该将DCS系统融入智能技术对火力发电厂进行管理。当火力发电厂的DCS系统获得智能化，不仅会减轻火力发电厂工人的工作压力，还能准确的判断出火力发电厂故障的准确位置，缩短抢修时间，提升对火力发电厂的监控能力。
结语：DCS控制系统是当前应用较为广泛的控制系统，其将现代控制技术、计算机网络技术、通信技术及安全技术集为一体，具有较强的控制性能，且运算速度快，系统运行可靠性。在具体的工作中通过对相关技术措施的有效采用，可以有效地减少DCS系统的设备故障，最终保证DCS系统的可靠性。因此在以后的实际工作中也应不断地分析研究火力发电厂DCS系统运行中的常见故障，并积极采取相应措施加以控制维护，以此保证火力发电厂整体工作的有效性。
参考文献：
[1]贾杰.发电厂DCS网络异常引起的非停事件[J].网络安全技术与应用，2014，
[2]陈荣超，崔振武.火力发电厂DCS科学与工程，2012，（1）
论文作者:胡思敏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/18
标签：火力发电厂论文; 系统论文; 热工论文; 故障论文; 控制系统论文; 可靠性论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第30期论文;