摘要：自动化系统中所使用的各种类型DCS、PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高DCS、PLC控制系统可靠性，一方面要求DCS、PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的可靠性能。
关键词：DCS电源系统；可靠性分析；优化
1、集散控制系统DCS系统
集散控制系统DCS系统作为一种保护设备被应用在自动化控制行业中，其主要以电子计算机为辅助工具实现系统的控制。DCS系统的主要功能就是控制和运算，通过实时记录和保存各种工艺数据来实现工艺参数的趋势分析和工艺报警保护，该系统能够对整个的工艺生产过程进行监视、控制和管理。集散控制系统DCS系统主要包括数据采集系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、数字电液调节系统和锅炉炉膛安全监控系统。
数据采集系统是通过获取并检测所有运行设备的工作状态实现监控功能。其工艺数据可以作为工艺调整的参考依据，当数据异常时也能自动进行报警；数据采集功能能够帮助工作人员准确合理地把控现场，并保证所有设备在正常状态下运行；模拟量控制系统主要是针对汽轮发电机组来说的。在锅侧方面，模拟量控制系统主要用于调节机炉的汽温和送风情况，并控制储水箱的水位和蒸汽温度。在机侧方面，能够实现对锅炉给水的有效控制，并对除氧器的水位加以调节；在DCS系统中，电力系统被划分成不同的子系统，然后按照一定的顺序进行程序控制。DCS系统根据设备的运行状态，在既定的操作程序指导下，发出相应的逻辑命令，以实现对机组中各个装置的控制；数字电液调节主要用于控制和调节汽轮的运行，从汽轮机的转速、功率和气压等方面进行参数调节，并能够有效控制汽轮机组的启停和故障情况；DCS系统中最重要的监控内容就是锅炉炉膛安全监控系统，通过密切监控炉膛内燃烧过程的各种参数来保证锅炉的正常运行，并确保运行的安全稳定性，以便在出现意外情况时能够及时进行处理。
2、DCS系统特点及应用
为满足大型化生产指标对控制系统的需求，自动化技术在不断发展，在这种市场形势下，Honeywell公司推出第一套DCS系统。DCS的问世解决了大型生产对控制系统的需求难题。在石油、化工、冶金、建材、发电等行业中得到广泛应用。随着自动化技术的成熟，HoneywellDCS也在不断进行系统优化及功能升级，如其推出的ExperionPMD800系列通过点对点通讯方式整合安全管理系统、SCDMA及质量控制等，还可集成报警管理、PHD综合历史信息等。因DCS系统是集成计算机、网络通信技术、自动化控制等为一体的产物，因而控制可靠性高、系统运行速度快。此外，DCS采用的是分散控制、集中操作管理方式，即将智能化控制芯片、CRT或液晶显示器、数据库等进行分散化，保证其独立运行互不影响，并通过一个中央控制室对系统所有的操作进行调度，从而提高整个系统操作的可靠性；另外DCS系统具有专用的监控、组态等功能完善、执行安全的软件包，同时搭配结构冗余的硬件设计。因而，系统拓展性较好，可满足特殊生产或加工情况下的控制需求。
3、发电厂DCS系统的主要设备
DCS系统设备主要布置在集控室、电子室及工程师站内。集控室内一般布置有值长台、操作员台、LED显示屏、大尺寸液晶显示屏、火灾报警中央控制盘、打印机台等设备。电子室内主要布置有DAS（数据采集系统）柜、MCS（模拟量控制系统）柜、SCS（顺序控制系统）柜、FSSS（锅炉炉膛安全监控系统）柜、DEH（汽轮机数字电液控制系统）柜、MEH（给水泵汽轮机控制系统）柜、ECS（电气控制系统）柜及DCS电源柜等盘柜若干个。工程师站内主要有工程师台、打印机等.
4、DCS系统受电工作
（1）环境要求及对措。DCS盘柜内都是很多精密的电器元件，对环境的温度、湿度等都有较高的要求。环境温度一般应保持在15℃~28℃，温度变化率不大于5℃/h，相对湿度为40%~75%，振动小于0.5mm，含尘量小于0.3mg/m3。所以，在盘柜安装后，地板二次抹面前，要在地板上先铺上塑料地板进行防尘。没有工作时，应将盘柜的柜门关上。清洁地板时，宜使用吸尘器。同时，应及时装上柜式空调，进行除湿、控制温度，以满足环境要求。
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（2）受电前检查及通电。DCS设备接地已经完成，接地方式及接地电阻经过测试符合设计要求。DCS每个机柜首次通电前，都必须测试电源电缆对地绝缘电阻，防止电压过大或短路对系统硬件造成损伤。受电全过程，应由调试单位、安装单位、DCS厂家共同参与完成。所有参加受电的人员应听从调试人员指挥，严禁违章操作。受电时，还必须做好安全防护措施，要有工作负责人监护。DCS受电完成后，为确保DCS正常运行，未经调试同意，不得擅自切断DCS工作电源。
（3）后续安防。受电后，对已经送电的设备，必须挂有安全警示标识，防止触电事故及误操作导致设备损坏事故。工程师站、电子间应有保卫管理，实行登记或凭工作牌进入制度，禁止无关人员进入，以防设备丢失或损坏。
5、DCS系统上电
1）逐步对电源柜内空开进行上电，原电源柜所有控制置于断开状态，由热工检修人员和运行人员一起逐一核对，逐一送电，测量电源柜输入接线端子上的电压，满足要求后合上电源柜内主开关。
2）对网络柜送电，测量网络柜输入接线端子上的电压，满足要求后合上插排上的插头。检查各交换机及附属设备运行状态是否正常，检查交换机间的网线接口指示灯是否正常，用gatherUI检查交换机间接线是否正确。
3）服务器先上电，接入系统，服务器进行初始化，下装分数据库进行分散，待服务器正常后，开始对控制器进行逐个上电操作。
4）控制器及控制器底板及电源进线组件上的控制都处于断开状态，相继更换控制器并测量电源进线组件供电是否正常。
5）重新定义控制器并进行下装等操作。合上控制器底板上开关，在errlog中查看该控制器的MAC地址，将其填写到Developstudio中对应控制器位置，然后对该控制器进行Download、Reboot、Clear、Load操作。以上操作完成后，会在1800状态图上显示该控制器的运行状态。
6）确认控制器、工作站、I/O模件、网络设备等的状态。
7）检查与第三方系统的通信状态，并恢复历史站。
6、电源维护方法
DCS电源系统多为“双备份热冗余电源”，电源故障的防控，主要体现在巡检、日常维护方面，维护人员需根据实际情况，做好各个控制柜的运作情况记录。通常来说，只要机组正常运行，DCS系统故障率较低，而出现的故障也多为“单路失电”，只要尽快排除故障，即可让DCS系统恢复运行，DCS系统电源维护一般采取以下措施：①利用红外测温检查设备，检查电源电缆接线、配线、端子排、螺丝的温度，排查温度超高等问题。②检查配线、端子排、电缆接线处螺丝是否松动或者超温，检查保险丝容量是否和电路图一致。③检查UPS电源输出是否稳定，检查UPS电源接线方式是否存在问题。③在DCS电源报警出现后，立即找到问题成因，消除故障，避免单路电源长时间运作。④如若故障涉及到控制器，若是不能够快速更换电源设备，需做好相应的防范工作，避免控制器异常初始化。
7、电源故障处理
电源故障是较为常见的故障类型，随着DCS电源模块使用时间的延长，电源故障率也会逐步提升，而故障处理措施主要为：①选用高质量电源模块，适当调整电源冗余率。②在检修期间处理电源接线松动等问题。③优化电源布线，解决电磁干扰问题。④建立电源维护档案，根据其使用时间，定期更换电源。
结束语
综上所述，可靠、高品质的电源系统是DCS安全、稳定、可靠运行的前提与保证。一个安全、可靠的DCS所带来的经济效益不仅体现在减少停车时间、提高产品质量、降低维修成本等，还包含了管理的顺应性以及其他一些益处。在使用过程中一旦出现问题，将会对电力生产造成严重影响
参考文献:
[1]董滨.DCS/PLC中电源配置的可靠性[J].设备管理与维修,2018(18):50-51.
论文作者:张文超
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：电源论文; 系统论文; 控制系统论文; 设备论文; 控制器论文; 操作论文; 故障论文; 《电力设备》2019年第22期论文;