摘要：电厂在改造或新建DCS工程中，首先考虑的是可靠性；其次是通讯的速度；再次是操作的界面是否容易和符合中国人的操作习惯。在选用自动化系统时，最关键的是电厂自己要从本身的实际情况出发，应该对自己的设备有一个充分的了解，设备控制水平能达到什么程度，同时也要考虑和原有设备的兼容问题。电厂的物资管理、采购、维修管理，这都是与其整体管理水平相关的。电厂想提高管理水平，节约成本，不得不在自动化系统上下大功夫，DCS也需要随着形势的发展，不断地和各级管理层面的自动化系统相结合。当然，随着各种自动化系统的优化组合，对于电厂电控工程师的要求也相应提高了。
关键词：电厂；DCS系统；接地可靠性；探讨
1 DCS概述
DCS,（Distributed Control System）简称分散控制系统，国内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控制系统，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、配置灵活以及组态方便。
2 DCS系统特点分析
2.1 高可靠性
由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
2.2 开放性
DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
2.3 灵活性
通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。
2.4 易于维护
功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。
2.5 协调性
各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。
2.6 控制功能齐全
控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。
3 DCS系统接地的基本要求
DCS系统接地是为了保证当进入DCS系统的信号、供电电源或DCS系统设备本身出现问题时，有效的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地。接地系统能够为DCS提供屏蔽层，消除电子噪声干扰，并为整个控制系统提供公共信号参考点（即参考零电位）。当接地系统发生问题时(接地电阻过大，多点接地，接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相接触等)，会造成人员的触电伤害及设备的损坏，据了解，有些电厂DCS系统经常“死机” (或不明原因的“死机”)，大多是因为接地系统不良或存在问题所引起的。因此，完善、可靠、正确的接地，是DCS系统能够安全、可靠和良好运行的关键。
3.1 1DCS接地分类
在一般情况下，DCS控制系统需要两种接地：保护地和工作地（逻辑地、屏蔽地等）。对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统，还要求有本安地。
（1）保护地（CG，Cabinet Grounding）
保护地是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆DCS系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打印机、端子柜等均应接保护地。保护地应接至厂区电气专业接地网，接地电阻小于4Ω。
（2）逻辑地
逻辑地也叫机器逻辑地、主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等的电源输出地。如CPU的正负5伏、正负12伏的负端。需要接入公共接地极。
（3）屏蔽地
屏蔽地（AG，Analog Grounding） 也叫模拟地，它可以把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度。DCS系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地。线缆屏蔽层必须一端接地，防止形成闭合回路干扰。铠装电缆的金属铠不应作为屏蔽保护接地，必须是铜丝网或镀铝屏蔽层接地。接入公共接地极。
（4）本安地
应独立设置接地系统，接地电阻≤4Ω。本安地的接地系统应保持独立，与厂区电气地网或其它仪表系统接地网的距离应在5m以上。
3.2 DCS系统接地方式
DCS系统一般接地方式
（1）利用电气接地网作为DCS接地网，即与电气接地网共地；
（2）设DCS系统专用独立的接地网；
（3）设DCS专用接地网，经接地线、再接至电气接地网；由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处，过去，计算机或DCS系统曾经较多的采用过专用的接地网。但这种接地方式存在的缺点是：占地面积太大，投资高，电缆及接地网钢材耗量大，距厂房有相当的距离(因不易在厂房内找到合适的位置)，管理、维护、测量及查找接地极和接地线不方便，且效果不甚良好。根据实际运行表明，设置专用的DCS接地网是既困难又不安全的。如某电厂曾因接地问题，造成机组跳闸数十次。根据调查，不少电厂DCS后来改用电气接地网接地，取得了良好的效果。
3.3 对公共接地极（网）的要求
（1）当厂区电气接地网对地分布电阻≤4Ω时，可将厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极（网）。（2）当厂区电气接地网接地电阻较大或杂乱时，应独立设置接地系统，即为DCS系统的公共接地极（网）。（3）没有本安地接入的公共接地极（网）的对地分布电阻小于4欧姆；有本安地的小于1欧姆。接地总干线的线路阻抗小于0.1欧姆。（4）接地极周围15米内无避雷地的接入点，8米内无 30KW以上的高低压用电设备外壳的接入点。当现场无法满足该条件时，防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与公共接地极的主干线相连。电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一起，二者应距离10米以上。
3.4 现场接地常用注意事项
（1）现场控制站
接地螺丝因机柜本体与底座间有胶皮形成绝缘，屏蔽地汇流排与底座间绝缘，现场控制站必须按规定做好接地处理。即分别接至现场控制站接地汇流排上。I/O柜的电源地与UPS的电源地必须接至同一个地，保证等电位。
（2）现场控制站
操作员站、工程师站、网络交换机、服务器主机、系统显示器等采用外壳接地或直接将电源地线连接至电气接地网。
（3）I/O模件
模拟量模件的40端即直流24伏的负端接至逻辑地汇流排上，逻辑地汇流排接至屏蔽地，再接入总接地汇流排。
（4）现场控制站的保护地应从机柜下方的接地螺钉接至接地分干线, 现场控制站的屏蔽地应从接地汇流排接至公共连接板。
（5）接地系统的电阻必须进行测试，以保证接地能满足控制系统制造商的要求。
4 结束语
DCS系统的可靠接地是保证电厂DCS安全、稳定运行的首要条件。
参考文献
[1]DCS控制系统接地的防护研究[J].张冰冰.中国石油石化.2016(S1)
[2]电厂DCS系统接地可靠性分析[J].段树勋,于萌.山东工业技术.2015(02)
论文作者:袁龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
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