浅析火电厂DCS控制系统现场调试

梁农

摘 要：DCS系统也称为分散控制系统，其在生产过程中对多个回路进行分别控制，但其数据又可集中进行获取，集中管理和集中控制，所以在火电厂生产，DCS系统作为重要的设备之一，实现对电厂的控制和监视职能，对火电厂的正常运行具有非常重要的意义。因此，加强DCS控制系统的调试工作是火电厂非常重要的工作。文章从DCS系统调试前的检查入手，分析了DCS系统调试的主要方法，并进一步对DCS控制系统现场调试中的故障诊断和处理进行了具体的阐述。

关键词：电厂；DCS控制系统；调试方法；故障；诊断；处理

1 DCS系统调试前的检查

1.1 环境检查

DCS系统对环境的要求较高，所以在对系统调试前需要对主控室和现场控制室的环境进行检查，从而使其温度、湿度和室内照度都能够达到系统要求的条件。

1.2 导线绝缘电阻的检查

由于在DCS系统中存在着较多的回路，而且在每一个回路上都安装有超载保护，所以在进行绝缘电阻检查时并不需要逐一对每个回路进行检查，只需对几个回路进行抽查即可。在检查时则需要使导线和设备处于断开的状态，然后利用兆欧表来对绝缘电阻进行测量。

1.3 供电检查

供电检查分为两个步骤：第一是装置的供电系统检查，包括UPS的检查和24VDC供电柜的检查，主要检查供电电源的等级；第二是供电电源的检查，包括熔断管容量的检查和负载性能的测试。

2 DCS系统调试的主要方法

2.1 系统调试的复原方法

（1）硬件调试项目复原。当对硬件进行检查时，则需要先进行分类，然后制定调试表格，将检验项目的正常值及允许误差填好，然后在测试进与调试表进行逐一核对，同时还要做好相应的记录。（2）软件调试复原。对于软件的调试则相对简单，因为软件在出厂时已进行过调试，所以在现场调试过程中，则只需要对软件的结构性和功能性进行测试即可。（3）单回路调试。每一个单回路都不可能一部分就调试完，所以需要根据信号的模拟量、数字量来进行分类和分组，从而对其调试顺序进行确定。而在调试过程中需要在调试完成一部分后即用色笔来进行标记，同时还要做好数据记录。（4）联锁回路调试复原。进行联锁回路调试时，首先需要有逻辑测试图，然后才能实现对联锁逻辑功能进行调试。而在测试前，对逻辑图进行核对是整个工作的重点。逻辑“1”和“0”的条件结果需双重测试。在调试时，对于设计需要的逻辑功能不能存在遗漏的情况，同时也不能超出设计需要的逻辑功能，即不能多也不能少。（5）程序控制系统调试复原。在测试过程中，需要严格按照程序表来逐步进行，同时需要对每一步的进行条件、元件状态和程序时间进行全面的检查和试验。

2.2 系统调试的模拟方法

为了保证系统投入前调试的真实性，则利用综合模拟方法来进行系统调试，此方法是利用完整和真实的参数对系统状态进行调试。（1）输入信号模拟。在系统中模拟输入过程变量相应的信号，使用0.05级信号发生器作为标准表，保证精度上的要求。（2）输出负载模拟。冷态调试时，现场负载不接入。对模拟量输出负载，可在控制室内有关盘中输出输入端子上接入与负载相当的小功率电阻，使其在屏幕上正常显示。当数字输出信号的负载需要时，可用信号灯模拟。热态调试前拆除模拟负载。（3）系统模拟。系统模拟主要使用在重要且复杂的联锁系统，采用冷态调试。制作模拟板，数字信号用开关和信号灯模拟，模拟量信号可由简易电子元件线路产生。（4）故障模拟。故障模拟的目的是为了检查计算机系统对故障的检测诊断和冗余功能。送入越限信号，故障信号，测试操作站的显示状态。用切断电源、切断负载、拔出插件、人為调整和加临时跨接线等方法模拟故障状态，测试操作站对相应故障的检测诊断和冗余功能。

3 DCS系统现场调试中的故障诊断与处理

3.1 DCS系统早期故障

导致DCS系统早期发生故障的因素较多，设计方面存在不过关及不严密的地方则会导致系统本身存在着缺陷；当对系统进行运输、存放和安装过程中，都极易导致新的故障产生；特别是安装过程中，由于安装环节较多，任何一个小的失误都会导致故障的发生；当DCS系统元件的质量存在着问题时，也会导致故障的发生；DCS系统对现场的环境要求较高，所以现场环境达不到使用要求时也是导致故障发生的主要原因；在对DCS系统进行调试时，对操作人员具有较高的要求，因为操作人员一旦发生误操作，则会导致系统元件的损坏，引发故障。

3.2 现场常见的硬件故障

（1）系统插卡和元件故障。这种故障发生时，多数情况下都是由于元件本身的质量问题所导致，但也存在人为因素所导致的故障发生，如没有对其进行正确的使用，接线时发生错误等，都会导致不正常电压的产生，从而发生短路故障；（2）线路故障。导致线路发生故障大致有三点原因，首先是接触不良所导致的，这主要是由于电缆导线端子、插头损坏或是松动所引发的；其次是在调试过程中，由于存在着临时接线、拆线和跨接线等情况，出现接线错误，从而导致线路故障的发生；最后则是由于外界因素对线路带来的腐蚀及损坏等情况，这类故障往往不容易发现，具有较大的隐蔽性；（3）电源故障。供电线路事故，线路负载不匹配，可引起系统或局部的电源消失，或电压波动幅值超限，或某元器件损坏，或某些误操作，产生电源故障。这类故障常常影响范围较大。

3.3 软件方面的故障

（1）程序错误。设计、编程和操作都可能出现程序错误，特别是联锁、顺控条件，不少问题往往是由于工艺过程对控制的要求未被满足而引起的。（2）组态错误。设计和输入组态数据时发生错误，这可调出组态显示进行检查和修改。组态错误引起信息传递处理出错。

3.4 故障测试的基本途径

（1）现场调试主要包括三部分：硬件调试、软件调试和系统调试。硬件调试和软件调试也可以和现场安装后对DCS系统的设备检验工作一起进行。系统调试是安装后投运前对软件、硬件的综合性的最终检查；（2）可以充分利用制造厂提供的故障检查流程图和故障诊断表。

3.5 故障的位置及处理

DCS系统能及时对挂在总线上的各回路进行周期诊断，通过检查如发现异常现象，其内容就被编译成代码，经由总线的操作站传递信息，从而在CRT上显示和报告故障发生的位置。通过CRT了解故障情况后，应进一步通过机柜的有关卡件上的发光二极管的显示状态查询不正常状态的故障内容。插件外部的故障则要逐步检查分析；通常采用的故障定位方法有直接判断法、外部检查法、替换对比法、分段检查法和隔离法等。

3.6 组态错误处理

在进行测试过程中，如果发现组态出现错误，则需要通过核对组态表格和数据，然后由专人负责进行修改。同时在调试工作中，还需要对组态点进行一一的核对。对于测试时需要对组态数据进行临时改变的情况，则需要在调试过完成后再及时将其恢复到原来的状态。

3.7 程序错误处理

每套应用软件都有自己特定的编程语言，而且这些编制在设计阶段就已经全部完成的，但在当进行现场调试时，则很难避免需要对程序编写上的错误和控制上的变化情况进行适当的修改，所以在调试时需要对程序进行必要的检查，并对其进行运行，从中发现问题。

4 结束语

DCS系统调试是一项复杂的、系统的工作，其不仅与安装、生产工艺有关，同时还关系到设计和设备供应等多方面的工作，所以在对其进行调试前，需要技术人员做好必要的准备工作，从而能够在调试过程中及时发现故障问题，并采取切实可行的措施进行解决，使DCS控制系统能够处于正常的运行状态下，确保火电厂的生产安全，使火电厂预期的经济效益目标得以实现。

参考文献

[1]于寿龙.DCS控制系统的安装与调试[J].中国新技术新产品，2009（01）.

[2]周璇璇.浅谈火电厂DCS系统调试的质量控制[J].广西电力工程，1999（04）.

[3]孙正龙.大型企业DCS控制系统安装调试存在的问题及解决办法[J].机电信息，2011，21.