1、火力发电厂 DCS 系统的常见故障与处理对策研究摘要：本文就火力发电厂 DCS 系统的常见故障进行了分析，并在此基础上对其解决对策进行了研究，希望能够为火力发电厂 DCS 系统安全运行提供一些帮助。 关键词：火力发电厂；DCS 系统；故障；处理 中图分类号： TM621 文献标识码： A 引言 目前，热工 DCS 控制系统的发展非常成熟，它能够使机组可靠安全的运行，但就目前的情况来说，DCS 系统还存在一定的问题，这样就会严重影响机组运行的安全。以此，我们必须结合实际，了解 DCS 系统常见的故障，采取相应的应急及改善措施，提高 DCS 系统的应用能力。 DCS 系统的概念 DCS 被称为分散
2、控制系统，其英文全名为 Distributed ControlSystem，是一种基于集中控制系统演变、发展而来的新型现代化控制系统，本系统集合了 Computer（计算机） ；Cathode Ray Tube CRT（显示） ；Communication（通信） ；Control（控制）4C 技术，具有操作方式便捷、功能高可靠性、组态灵活性等特点。而 DCS 系统在电力行业中的应用，能够保证大小机组运行的安全性和稳定性，并对经济效益、市场竞争和生产成本等方面产生了积极的影响。 火力发电厂 DCS 系统的常见故障分析 2.1、硬件故障 DCS 系统分为硬件和软件两大系统，DCS 硬件包括三个部
3、分，即 I/O模件、处理器模件和通讯模件。其常见故障有： I/O 卡件故障:I/O 卡件故障出现通常比较隐蔽，故障可能是由于连接线接触不良或卡件老化导致，当故障引起参数错误时，系统则会报警。 DPU 故障:常见的故障现象有 DPU 脱网、无法正常初始化和切换等等。其中比价常见的故障是无法正常初始化，这种故障的原因主要是主DPU 和辅 DPU 之间的下位机程序出现异常，进而导致 DOC 芯片不兼容；引起 DPU 脱网的原因有散热器损坏、电气元件老化、主板电容烧损、通讯端子接触不良等等。同时 DPU 运行的负载率过高也会导致 DPU 死机脱网，会间接造成 DCS 系统运转失灵。 2.2、软件故障
4、软件故障出现的原因是软件本身的错误。通常出现在 DCS 系统投运调试阶段，因由于应用软件程序工作量大，复杂，因此难以避免应用软件得错误，这就要求在 DCS 调试试运阶段组态人员和运行人员应十分认真，及时发现并配合 DCS 系统调试人员解决问题，此类故障在 DCS 系统正常运行后很少见。第二类故障就是在系统正常运行时需增加控制点，在线修改程序导致系统出错或者死机，这就要求 DCS 编程组态人员对系统非常熟悉，预先做好控制方案，再进行实施，实施前必须做好程序备份，避免错误发生时，可及时挽救不必要的损失。 2.3、人为故障 人为故障其实就是操作不当引起的故障。在 DCS 系统正常运行过程中，通常是
5、DCS 系统本身并没有故障，而是某项功能无法正常使用致使某个控制部分不正常工作，但此类问题多数是因为操作人员对 DCS 系统的功能不熟悉或是操作不熟练造成错误操作引起的。尤其是一些初次接触 DCS 系统的操作者，由于他们实践经验较少，所以常常会出现误操作的现象。 火力发电厂 DCS 系统的常见故障的处理对策 3.1、加强对 DCS 系统运行维护管理 （1）利用网络测试仪器对 DCS 系统进行定期和不定期的通信负荷率测试，保证其在机组发生问题时，能够控制网络负荷率在规定范围内； （2）将管理和系统两个网络分开，建议有条件的火电厂将 DCS 系统网络改为双层网络拓扑机构，这有利于提高 DCS 运行
6、网络的可靠性和稳定性； （3）可以借助机组检修的机会，对 DCS 系统的 DPU 进行逐个复位，同时将组态当中存在的无效 I/O 节点删除掉，借此来对 DPU 组态进行优化。此外，还应对 DCS 模件、滤网和机柜等进行清洁，避免灰尘积聚应用系统正常运行； （4）做好巡检和定期检查工作，并将检查重点放在以下环节上：对各个通讯线路进行检查，看其连接是否牢固可靠、接口是否存在异常；定期对 DCS 系统的风扇进行检查，看其是否运转正常，风道有无堵塞的情况；加强对机组运行过程中设备的维护和巡检力度，认真检查通讯状态，避免因通讯故障的发生引起系统失灵；定期对各个端子、模件进行检测试验，以确保其能够始终处于
7、最佳运行状态。 3.2、做好系统故障的应急处理 3.2.1、操作员站故障时的应急处理 （1）若部分操作员站显示器黑屏时，其他的操作员站可以进行监控，并立即通知热工人员进行处理；若不能正常监视、安全操作，就要紧急使用工程师站内操作站进行监控，通知热工人员立即处理故障操作员站，同时应该注意的是，这期间尽可能的不要有重大操作。 （2）全部操作员站故障时，若电源正常可紧急逐台热启一次，并观察操作员站能否恢复正常，同时立即通知热工人员到场处理；若所有操作员站故障，短时处理不好且故障前机组运行不稳定时，应该立即打闸停机停炉；若故障前机组运行稳定但无法监视机组参数时，也应立即打闸停机停炉。若因电源故障导致集
8、控室内所有操作员站不能使用，可紧急使用工程师室内操作员站进行监控。 3.2.2、通讯网络发生故障时的应急处理 （1）DCS 通讯网络发生故障时，造成所有数据不能进行刷新（死机） ，应立即汇报并按“全部操作员站出现死机”处理。 （2）MCS 系统通讯网络发生故障时，立即通知热工人员处理并汇报，同时运行人员维持机组稳定运行，加强监视，必要时采取就地操作，维持参数在正常范围内。若运行参数达到停机停炉值时，应紧急停止机组运行。 （3）SCS 系统通讯网络发生故障时，立即通知热工人员处理并汇报，同时运行人员维持机组稳定运行，加强监视，并可根据需要安排人员进行就地操作。不能维持设备运行（运行设备跳闸，备用
9、设备无法启动）时，应紧急停止机组运行。 3.3、做好 DCS 系统防干扰措施 为了有效地防止高压输电线距离产生的强电磁场干扰，可以在中央控制室四周墙壁粉刷之前，先钉上一层钢丝网，再与电气保护 PE 接地系统相连。或者高压输电线改为埋地沟敷设，这样也可以解决高压工频强电磁场对 DCS 干扰的危害。中控室建筑整体结构上是钢筋混凝上梁柱顶面浇筑及砖砌墙，对 DCS 具有良好的抗干扰作用。地面是水磨石上加500mm 高立柱架空的抗静电活动地板，防静电接地与 PE 系统相连，各机柜的型钢基础底座也与 PE 相连，这些方法都可以从总体环境上防止 DCS系统受到干扰。 3.4、加强人员管理，预防人为故障 （
10、1）运行人员应熟悉 DCS 系统结构布局、各主单元柜具备的功能，尤其应熟悉电源回路的设计与运行方式。 （2）热工维护人员应加强对 DCS 系统的监视检查，当发现 CPU、网络、电源等存在故障时及时通知运行人员并迅速采取相应对策。 （3）运行人员监盘时应定期检查 DCS 系统的网络和主要设备状况，发现问题及时汇报并通知检修处理。 （4）热工维护人员在 DCS 系统的维护管理方面应注意同运行人员沟通情况，严防非运行人员（或未经运行人员允许）对机组的安全运行有干预行为。 （5）规范 DCS 系统软件和应用软件的管理，软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及责任人制度。 （6）专业人员和运行人员应对 DCS 运行的异常状态反应敏捷，并能及时做出正确的判断和采取相应的对策。 结语 总而言之，DCS 系统在火力发电中已被广泛使用，成为电力行业中必不可少的自控装备。作为一个机构、功能强大的控制系统，DCS 系统为工业生产带来巨大的经济效益，因此，要掌握其常见故障以及解决办法，以免因系统故障而引起不必要的损失。 参考文献： 1王国仲.DCS 系统故障分析与排查J.科技风,2013,11:35-36. 2张远强.火力发电厂 DCS 系统常见故障分析和处理措施J.企业技术开发,2012,05:102-103.
