摘要：提高DCS系统的可靠稳定，对电厂的安全平稳经济运行至关重要。本文通过对某自备电厂对DCS系统常见的故障总结与分析，提出相应的解决措施，并在原系统的基础上给出一定的优化意见。
关键词：DCS；故障诊断；系统优化
引言：
DCS在火电厂过程控制领域的应用水平得到了迅速提高，DCS从单一功能向多功能、一体化方向发展，目前我国主力发电设备300MW等级火电机组大部分都采用了先进的集散控制系统。某大型冶金企业自备电厂3台300MW亚临界发电机使用的分散控制系统。包括数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制系统(SCS)、汽机控制系统(DEH)、旁路控制系统(BPC)、锅炉吹灰控制系统、等离子点火、直接空冷控制系统、除渣控制系统、采暖加热站、凝汽器检漏等各项控制功能，是一套软硬件一体化的完成全套机组各项控制功能的完善的控制系统。DCS控制系统对发电厂的生产实现了集中式的操作与管控，并且实现了分散控制。与集中式控制、分散仪表控制系统及类似控制系统相比，DCS控制系统有其自身的点，该控制系统需要用到计算机技术、信号处理技术及网络技术等，同时也需要对人机接口技术、测量技术与信息技术也有相关的应用，所以，多种技术融合与渗透发挥作用，DCS控制系统的具有集中操作、分散控制、配置灵活、组态方便等特点。
1.和利时DCS系统特点
和利时MACS－KDCS系统的主要特点表现在安全可靠、灵活开放等几方面。第一，安全可靠：多冗余；多重隔离；坚固设计；安全网络；高可靠性的设计理念。第二，灵活开放：支持对等网、客户机／服务器以及两者混合构成的三种系统网络结构，支持星型、环型或总线型拓扑结构的工业以太网连接；兼容各种现场总线，支持HART＼MODBUS等各类协议；支持用户自定义各类功能块和脚本语言；可以对控制算法与硬件配置进行灵活修改；系统设计考虑用户使用方便、易维护、易更换，提供了完善的系统状态和诊断信息。以上归纳总结和利时DCS系统两大方面的特点，在保证DCS系统安全可靠的同时也不失灵活开放性，这在其他DCS系统中是难以同时兼顾周全的。和利时DCS系统采用高可靠性的安全设计理念，保证通信数据网络的安全性，同时也支持各种型号的系统网络结构与拓扑结构，并且兼容各种现场总线，适用于多种用户自定义功能块与脚本语言。
图为：利时DCS系统结构图
2.和利时DCS系统常见问题与解决措施
2.1软件故障
和利时系统发生软件故障的种类繁多，比如下装时组态部分意外丢失、系统产生错误的报警信号或是系统分域导致不在同一域的信号无法放到同一个趋势画面上等各样各类的事故。不同的软件故障需要采取不同的解决措施，发生组态下装过程中的信息数据意外丢失情况时，只需要在组态中正确填写使能通道和不使能通道各自对应的组态信息就能够解决此类问题。对于误报警现象，应该及时更改报警信息，避免在增量、服务器下装时，相关的控制单元或服务器就会在“设备故障”中产生故障信息[1]。
2.2选型问题
和利时MACS－KDCS系统拥有适用于各种用途的模块，每个模块又根据不同的用途，配置不同的底座和端子板。另外，在安装调试过程中，针对DCS模块，需要注意如下事项：第一，禁止将超过±30VDC电压接入接线端子，否则将造成模块损坏。第二，当输入信号超出组态量程且小于模块最大量程时，可以继续测量并上报采集数据。但当输入信号超出模块最大量程时，会保持最大量程上报值。第三，模块具备限流保护功能，但要避免所有通道同时短路，以免限流电路发热过大。第四，模块中不用的通道，建议在组态中禁用，以避免产生断路报警。
3.对和利时DOS系统的一些优化措施
3.1增强抗干扰能力
抗干扰技术是和利时DOS系统的一项重要功能。抗干扰技术可以极其有效地消除不同回路、不同组成之间的相互影响，这对整个和利时DOS控制系统的稳定性与可靠性有着非常重要的影响。举例来说，当进行电路设计时，布线过程应该充分考虑强弱信号之间的相互影响，杜绝平行情况的发生。有许多可以增强系统抗干扰能力的小技巧，比如把电容安排在芯片的零序和电源中间，同时把RC滤波器布置在直流交流的接口处。
3.2做好操作员站和工程师的检修与质量要求
第一，按停电正常程序停运工作站，关闭电源，拔下该工作站的电源插头；第二，打开机壳，检查线路板应无明显损伤和烧焦痕迹、线路板上各元器件应无脱焊；内部各连线或连接电缆应无断线，各部件设备、板卡及连接件应安装牢固无松动，安装螺钉齐全；第三，清扫机壳内外部件及冷却风扇，要求清洁、无灰、无污渍，冷却风扇转动应灵活；第四，装复机箱外壳，检查设备电源电压等级应设定正确；第五，接通电源启动后,设备应无异音、异味等异常现象发生，检查冷却风扇转动方向应正确，转动正常无卡涩；设备自检过程应无出错信息，设备应能正常地启动并进入操作系统，各状态指示灯及界面应显示正常。
3.3做好DCS电源设备检修
首先，清扫与一般检查：第一，停用相关系统，对各电源插头或连线做好标记后拔出，将整个电源（模块）取下；第二，清扫电源设备和风扇，检查熔丝，若有损坏应查明原因后换上符合型号规格要求的熔丝；其次，检修后设备应清洁无灰、无污渍。根据记录标记插好所有插头并确认正确后上电；最后，上电检查试验：第一，通电前检查电源电压等级设置应正确；通电后电源装置应无异音、异味；温升应正常；风扇转动应正常、无卡涩（否则更换风扇）；根据要求测量各输出电压应符合要求；第二，启动整个子系统，工作应正常无故障报警，电源上的各指示灯应指示正常；第三，对每对冗余的电源，关掉其中一路，检查相应的控制器应能正常工作，若有异常进行处理或更换相应电源。
3.4系统优化
首先，流量限制。网络流量是衡量网络综合性能的重要指标，流量控制有关键性作用，应当在端口上设置限制功能，避免数据过度转发造成通讯堵塞。通过这样的优化改进，即便系统产生接口故障，也不至于因向网络中发送了大量数据而增大网络实际负荷，从而避免了事故进一步恶化。另外，交换机软件改进。DCS系统主要由光纤通道与交换机，在快速生成树协议的作用下形成。系统中，交换机负责对数据进行储存与转发，占据系统关键地位，特别是在公用系统中的两个核心交换机与设置在网络中心的根交换机，应切实满足系统正常运行提出的各项要求。因此，在系统运行过程中，必须对交换机进行改进和升级，确保其功能符合系统运行要求。从此次系统故障角度讲，应对交换机的报警功能与在线监测等功能软件进行优化和完善，尽早发现系统中潜在的问题，并提出相应措施予以处理，以此避免问题发展成事故。除此之外，对本次故障的主要产生原因，系统交换机的相关厂家推荐应用LPA功能，该功能属于以太网标准协议。通过对这一功能的应用，能避免在极端条件下形成网络回路，在预防网络堵塞问题上有显著作用，并且还可以为系统提供多层次的安全保护。
结论：
文章主要以某企业中正常运行的和利时MACS－KDCS系统为研究背景，对常见的几种故障进行了研究，并对故障诊断技术进行了总结与改进[2]。抗干扰技术和替代法都提高了和利时DOS控制系统的稳定性与可靠性，降低了故障诊断的盲目性，节约时间。提升了维修员的工作效率，对DCS系统故障诊断起到了很大的作用。
参考文献：
[1]解向军．和利时DCS系统常见故障及处理方法[J].科技创新导报，2018，15（5）：44－45，47．
[2]邱晋刚．DCS系统的应用与维护总结[J].小氮肥设计技术，2016（３）：44－48．
论文作者:王涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/4/1
标签：系统论文; 控制系统论文; 组态论文; 电源论文; 功能论文; 交换机论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第28期论文;