大唐辽源发电厂，吉林省辽源市136200
摘 要：就目前而言，火电仍然是我国电力行业中最为基础同时也最为重要的发电形式。在不断的发展过程中，火电厂逐渐实现了电气自动化，分散控制系统也因此得到了普及和应用。本文结合分散控制系统的基本功能以及在其应用过程出现故障的原因与处理措施，对火电站分散控制系统的发展概况和发展趋势进行分析。
关键词：火电站；分散控制系统；发展概况；发展趋势
DCS控制系统是一种多级的有计算机控制的可视化、集中化的控制系统，它由全过程的监控系统和控制系统组成，其中的信息传递主要依靠通信网络。这种新型的控制系统综合了计算机的通讯、显示以及控制的诸多技术，这种控制系统的核心思想是分散性的控制、集中化的操作、分级别的管理、系统的配置灵活简单、组态方便。
一、DCS的基本功能
输入到DCS控制系统的信号可以分为模拟量、数字量、脉冲量、SOE量等。对于模拟量一般需要采取采样、增益最佳化、A/D转化、规格化、合理性检查、零偏校正、热电偶冷端补偿、线性化处理、超限判断、工程量变化、数字滤波、温度压力校正、开放处理以及上下限报警灯等；对数字量进行状态报警及输出方式处理；对脉冲量需要进行瞬时值变换以及积累计算；对于SOE量，需要打上时间标签。在这些处理当中，数据的采样处理是指按照香农定理，采样不失真的条件是采样频率不低于信号中所含频率的两倍；开放处理是指对于现场二次方特性的数据进行处理；数据平滑处理是指进行数字滤波，克服干扰引入的误差，程序判断滤波、中值滤波、算数平均滤波、递推平均滤波、加权递推平均滤波、一阶惯性滤波等；输出处理功能是指DCS系统的输出，一般分为模拟量输出和开关量输出等。
二、DCS在应用中出现故障的原因与处理措施
1、测量模件故障处理
测量模件问题（有硬件和软件之分）引起的机组跳闸事件占总故障的比例较高，根据故障现象、首出信号和SOE记录，通过分析判断和试验，通常能较快查出DCS的问题所在，处理也较容易。软件问题通过对模件的复位或初始化一般能排除，硬件问题可通过更换模件解决。但若模件配置合理，这些事故本可避免。
2、主控制器故障处理
由于重要系统的主控制器冗余配置，大大减少了主控制器/异常引发机组跳闸的次数。主控制器/异常多数为软件故障，通过复位或初始化能恢复正常工作。引起机组跳闸的少数故障，多发生在双机切换不成功时。如有台机组，运行人员发现CRT上汽包水位无变化，调整给水泵转速无效，电接点水位计显示分别下降至甲-300 mm，乙-250mm时，汽包水位低信号仍未发的情况下，手动停炉停机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆故障原因是给水操作站运行DPU死机，备用DPU未自启动引起。另一机组的风烟系统I/O站运行DPU发生异常，自动向备份DPU切换不成功，引起空预器甲、乙挡板关闭，导致炉膛压力高MFT动作。
3、DAS系统异常故障处理
DAS是构成自动和保护系统的基础，由于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和安装调试质量的影响，DAS信号值瞬间较大幅度变化而导致保护系统误动，甚至机组误跳闸事件多次发生。
这时采取对系统接地改造（拆除原来连接到电缆桥架的所有接地电缆，在UPS至DCS电源间增加1台20 kVA隔离变压器，其输出端N线与接地线相连后直接连接机柜作为系统的接地），柜内的所有备用电缆全部通过导线接地，紧固每个端子的接线，更换部份模件并对模件的软件版本升级后，才使故障基本消除。
4、电源系统故障处理
DCS的电源系统，虽然都采用了1B1冗余方式，但在实际运行中，子系统及过程控制单元柜内电源系统出现不少故障，这可能是UPS功能失效造成。这时通信班人员应该关掉该系统的主机电源进行处理。重新开启该主机电源时，呼叫系统杂音消失，但集控室右侧CRT显示全部失去，同时发出MFT信号。经查原因是呼叫系统主机电源接至该机组主UPS，通讯人员在带载合开关后，主UPS电源受到扰动，使其电压瞬间低于195 V，导致DCS各子系统后备UPS启动，但由于BCS系统、历史数据库等子系统的后备UPS失去带负荷能力（事故后试验确定），造成这些系统失电，所有制粉系统跳闸。
三、DCS的发展概况
目前，分散控制系统已经朝着横向与纵向两个方向开始了功能的扩展，向上发展到SIS，向下发展到FCS，分散控制系统的纵向延伸使现场总线技术出现。现场总线是具有开放性、数字化、多节点的一种通信技术，其中包括了智能化的现场设备和系统，可以通过现场的设备与数字量信息的运行中进行交换，来达到双方之间的控制与共享，从而避免了只能依靠电缆进行单一传输的一种弊端。现场技术主要是源于现场模拟仪表的技术缺陷出现的，因为现场模拟技术仪表主要有速度慢，成本高和精准度过低的缺陷，以及与数字技术的计算机控制现状不相符等使用问题。
四、DCS系统的控制特点与发展趋势
随着计算机技术的发展及其在工业控制系统中的应用，DCS表现出十分优越的性能，将工业过程自动化提高到一个新的水平。这种方式在检测环节方面存在的问题是精度低、动态补偿能力差、无自诊断功能；同时由于各DCS开发商生产自己的专用平台，使得不同厂商的DCS不兼容，互操作性差。近年来，随着新技术、新器件、新方法、新应用的相互促进，在DCS关联领域有许多新进展，主要表现在如下一些方面。传统DCS的结构是封闭式的，使得不同制造商的DCS之间不兼容。这些智能现场仪表采用现场总线与DCS连接，目前大多沿用HART通信协议。在现阶段使现场总线与传统的DCS系统尽可能地协同工作，这种集成方案能够灵活地系统组态，得到更广泛的、富于实用价值的应用。
五、总结
总而言之，将分散控制系统应用到火电厂电气自动化的控制中，可以有效地提升自动化水平，为火电厂的持续稳定发展提供了良好的保障。对于电力部门而言，在推进电网建设的同时，应该积极探索电气自动化与分散控制系统的有机结合，加快火电厂电气自动化系统的升级改造速度。
参考文献
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[2]江丹，常乐.浅析分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用[J].无线互联科技，2013（12）：150.
[3]娄宗清.火电厂电气自动化中分散控制系统的应用[J].山东工业技术，2016（18）：188.
论文作者:李海林
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/17
标签：控制系统论文; 系统论文; 分散论文; 火电厂论文; 现场论文; 机组论文; 电源论文; 《电力设备管理》2017年第5期论文;