（广西柳州钢铁集团有限公司 广西柳州 512200）
摘要：指出建立发电厂DCS系统可靠性评价平台的必要性。定义系统边界结构及功能结构实现模型功能，建立全系统和子系统的可靠性模型，分析DCS系统结构及工作过程，为可靠指标提供依据。基于现况虽然现代大多数电厂都采用了DCS系统，但因为系统本身的特性，在运行当中会出现许多典型的故障，因此为了进一步提升电厂运行与电厂的效益，需要对DCS系统的应用进行了解，并针对故障原理采取相应的维护措施。
关键词：电力热工；DCS；应用；维护
引言
电力生产具有较高的危险性，通过DCS仪表自动化系统进行科学管理有着重要作用，一方面能够提高生产效率，另一方面能够使生产更加安全，从而降低安全事故的产生，使电力生产正常进行。所以，企业要高度重视仪表自控系统，对其进行日常维护，达到安全运行的目的。
1、DCS自控仪表系统概述
对于炼化企业来说，DCS主要是指分布式控制系统，通过该系统对生产阶段进行管理，达到提高生产效率的目的。DCS具有显著优势，不仅能够便于工作人员对于生产参数的管理，而且在受到其他因素影响后，能够恢复到原来状态，使其达到正常范围，确保生产的安全性。在应用DCS自控仪表系统时，工作人员要对系统进行日常维护，使系统具有较强的自控能力，这样才能使生产更加高效。目前企业间的竞争更为激烈，需要电力企业加强对自控系统的利用率，这样不仅能够对电力生产中存在的实际问题进行有效解决，还能减轻工作人员任务量，降低生产中存在的风险，从而确保工作人员生命安全。在对自动系统进行应用时，工作人员可以实行自动控制，防止受到人为因素的影响，达到自动化管理的目的，提高企业经济效益（如图1所示）。此外，通过自控系统，部门领导能够对电力生产进行有效监督，掌握电力生产情况，这样不仅能够及时发现异常情况，还能通过报警装置发出响声，使工作人员在第一时间到达生产现场，避免出现生产事故。
图1
2、电力热工控制系统中的DCS应用
2.1、继电器故障引发的异常及应对
继电器故障通常不容易提前发现，并且在激活时通常会失败。例如，在工厂对火灾探测冷却风扇的定期开关测试中，发现备用冷却风扇无法远程启动，并且发现继电器通道有故障。如果此时风扇绊倒，将导致火灾检查冷却风扇以停止MFT。继电器的可靠性测试很容易被忽略。继电器测试工作通常在大修周期中进行，检查范围一般只包括主保护继电器，如MFT和ETS。通常不测试重要的辅助机器命令继电器并且仅执行传输。随着机组运行周期的增加，应逐步缩短继电器检测周期，检查范围应扩展到METS，大型润滑油泵，顶轴油泵，EH油泵等重要辅助机械的指令继电器，固定式冷却泵和火灾探测冷却风扇。
2.2、通讯网络故障的应急处理
对于 SCS 出现故障，则要通知热工人员及时处理，为了确保机组能够正常的运行，要根据机组运行情况，安排人员进行监视，如果设备运行异常，就要尽快停止机组的运行。对于 MCS 系统通讯故障，要加强对其监控和处理，要保证系统的各项运行参数在允许的范围内，一旦超出范围则要立即停止运行。对于 ECS 系统通讯故障，要及时安排检修人员进行检修，如果系统不能恢复正常，就必须立即停止其运行。
2.3、汽轮机试验阀块引发的异常及应对
因汽轮机保护试验阀块维护不当导致的机组非停事故近几年也偶有发生，多数发生在单入双出串并联结构的汽轮机保护试验阀块上。1）某厂润滑油压低保护试验阀块入口取样管锁母松动，导致润滑油压低保护误动。2）某厂真空保护误动，后查明为机组检修校验压力开关时未及时封堵取样管路口，导致异物进入取样管路。该厂自基建以来，压力开关2、3送上位机的信号通道接反，一直未发现，导致一通道取样管路堵塞，触发了保护；保护传动一直采用就地接线盒短接或解线的方式传动，以致未发现基建以来一直存在的隐患。针对上述问题，在检修维护中采取了以下防范措施：① 对试验阀块上所有锁母接头进行紧固检查，尤其是EH油等运行中存在振动情况的取样管路。② 表计拆除后，及时对取样管路进行可靠封堵（建议采用专用金属堵头），避免检修人员误碰导致布头、塑料布等封堵物脱落。热电阻、热电偶拆除后，及时封堵套管口，避免异物落入导致测量失准。③ 保护传动试验以物理方式进行。大机保护试验应在检修后机组启动前通过试验电磁阀进行实际传动，在机组正常运行期间，不进行大机保护试验阀块的传动试验，以免造成保护误动。④ 将单入双出式试验阀块改为双入双出且通道之间独立的试验阀块（或者取消试验阀块）
近年来偶尔发生由汽轮机保护试验阀块维护不当引起的机组不停机事故，其中大部分发生在单入口，双出串并联结构的汽轮机保护试验阀块上：第一，出厂油压降测试阀进口采样管锁母松动，导致润滑油低压保护；第二，工厂的真空保护误操作，发现当设备检查和验证压力开关时，采样线没有及时堵塞，导致异物进入采样管。自工厂建成以来，送到上位机的压力开关2和3的信号通道已经反转，尚未发现，导致一个通道的采样线堵塞并引发保护；保护驱动器已被本地接线盒短路或未接线。模式传输，使基金会自成立以来不存在隐患。针对上述问题，在维护期间采取了以下预防措施：首先，检查测试阀块上的所有锁定母接头，尤其是EH油运行时振动的采样管路；其次，拆除仪表后，应及时密封采样管道（建议使用专用金属塞），以免布头与塑料布意外碰撞。在移除热电阻和热电偶之后，及时阻塞壳体开口以防止异物落入测量中并导致测量不对准；再次，物理上进行保护性驱动测试。在机组启动维护后，应通过试验电磁阀进行大机保护试验，在机组正常运行期间，不得进行大机保护试验阀块的传动试验，以免误操作；最后，将单入口和双出测试阀块更换为双入和双出，并在通道之间分离测试阀块（或取消检测阀块）。（如图2所示）
图2 试验阀块示意图
3、如何有效维护和管理DCS集散控制系统
3.1、调控环境，创造良好的运行空间
由于DCS集散控制系统具有自身的运行特性，因此在其运行过程中，环境方面也需要达到一定的标准。从环境中的磁场，到卫生，再到空气湿度和温度等方面，DCS集散控制系统所处的环境都必须按照要求严格把控。也只有在一个经过准确调控的环境之中，DCS集散控制系统才能够得以良好运行。首先DCS集散控制系统周围的气温不得高于五摄氏度，这么做的目的是为了避免机柜的温度上升，进而对系统的运行造成阻碍。其次必须严格把控环境的卫生水平。由于DCS集散控制系统信号的收发会受到空气湿度和环境中灰尘数量的影响，因此，周围的环境必须时刻保持干燥，并且定期除尘。最后还要控制环境中的磁场强度，避免DCS集散控制系统受到其他电磁场的影响。
3.2、对DCS集散控制系统进行日常的维护，并进行软件备份
对整个DCS集散控制系统的保护工作要从日常做起，点滴积累方成大业，只有工作人员熟悉操作守则，并且时刻监督空气、环境质量，检查系统设备是否存在问题并且及时反馈和维护，才能够保证系统出现运行障碍问题的几率降到最小。除此之外软件的备份处理也是一个重要的管理工作，不管每一次系统改动是大是小，都必须及时进行备份，以此来避免数据丢失可能导致的各种问题。
3.3、做好日常维护管理工作
在电力生产中，DCS主要用于连续测量，对其进行常规管理，及时发现电力生产装置中的问题，使装置稳定运行，这样不仅便于工作人员采取措施进行有效处理，还能使装置在较短时间内运行，使生产更为高效。DCS具有动态管理的功能，一方面能够有效检测过程变量，达到动态管理的目的，另一方面能够确保产品达到规定标准。在维护系统之前，工作人员要对DCS系统有一定了解，明确整个设计思路，对内外部结构进行有效控制，掌握整个电力生产程序，这样不仅能够确保系统正常工作，还能了解系统中各个单元信息，从而对这些元件进行有效分析，达到自动控制的目的。在对系统进行日常维护管理时，工作人员要对DCS系统进行巡回检查，全面分析报警信息，对系统故障原因进行确定，并采取有效措施，使系统稳定运行。为了使仪表使用率得到提高，需要工作人员定期进行维护保养，以超声波流量计为例，工作人员要对流量计内部结构进行有效检查，并把数据传输到系统中，工作人员可以通过这些数据进行分析，来对系统进行适当调整，从而使其达到相关要求。
结束语
如今随着时代和科技的变革，生产领域也有着更深的提高生产效率的内在需求，因此DCS集散控制系统的出现正合时宜，也使得效率低下的传统控制方法逐渐消失。因此相关的工作人员必须更加了解DCS集散控制系统的运行机制和维护方法，以求确保系统的长期有效运行。
参考文献：
[1] 柳超.浅谈DCS自控仪表系统的运行管理[J].中国设备工程，2018（24）：20-21.
[2] 王升升.DCS控制系统在工业自动化中的应用[J].农机使用与维修，2018（12）：36.
[3] 王翔宇.OVATION核电DCS平台实时信息系统开发可行性研究[J].中国新技术新产品，2018（23）：36-37.
[4] 张文建，张永霞，王朝晖，宫旭辉.火电厂ECMS和DCS一体化监控[J].热力发电，2018，47（12）：106-110.
[5] 陈峰.火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析[J].电子技术与软件工程，2018（22）：99.
论文作者:张军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/5
标签：系统论文; 控制系统论文; 工作人员论文; 机组论文; 继电器论文; 电力论文; 目的论文; 《电力设备》2019年第2期论文;