DCS控制系统在电厂中的应用

徐伟

摘 要：DCS系统已逐渐从原来的配角角色转变为决定各发电企业安全经济运行的主角地位。通过各项实践证明，集散控制系统的应用，在大大减轻了工作人员的工作强度的同时，也提高了工作效率。

关键词：DCS;热控;电厂

DCS控制系统即集散控制系统，它在运行过程中，运用若干微机进行分散控制，并通过管理计算机监控全部信息，实现负荷与功能面的分散以及操作與管理的集中，是一种在现代化生产过程中应用非常

广泛的综合控制系统，特别是在发电企业生产过程控制中发挥着重要的作用。DCS系统已逐渐从原来的配角角色转变为决定各发电企业安全经济运行的主角地位。通过各项实践证明，集散控制系统的应用，在大大减轻了工作人员的工作强度的同时，也提高了工作效率。

一、DCS控制系统概述

DCS又称集散控制系统，简单的说就是做到分散控制、集中操作、组态方便、配置灵活。系统主要的构成有硬件和软件;操作节点、控制站和网络组成。操作节点由计算机和监控软件组成，包括操作站、工程师站、历史站、通信站。控制站主要是指控制柜中的I/O卡件、主控卡件、电源模块以及与I/O卡件相对应的端子板。在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性;支持光缆、同轴电缆。在现场信号处理层，采用了1.5-12Mbps的PROFIBUS-DP总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。此外，系统还提供标准的OPC接口、以便同其它智能单元如PLC、智能仪表等连接。DCS系统对生产工艺的状态监视有着不可替代的作用，它作为生产的控制核心，对保证其正常稳定的运行有着重要的意义。DCS一旦产生故障轻者影响生产工艺的质量，重者停机停炉。因此，保证其正常稳定的运行对生产和安全有着极为重要的作用。

二、DCS技术的优点与缺点

1.DCS技术能对多个操控对象进行运行控制，可有效降低设备运行时的故障率。DCS技术使控制功能较为分散，因此更能够明确各自的控制工作。另外，DCS技术还可提高DPU设备的逻辑控制能力，由此表明DCS技术可靠性较高。

2.DCS技术能在各种设备及系统中应用，能实现各系统间的信息交互，并且还能满足各个运行系统扩容的要求，在提高系统运行稳定性和扩展性中的作用重大。

3.DCS技术具有分散性，各DPU控制任务较为单一，如果DCS系统某一个节点出现问题，操作者能快速找出问题所在，并及时进行维护，将故障有效排除，有利于保证DCS控制系统稳定运行。

4.工业现场使用的阀门、变送器及各类仪表大部分是模拟仪表，以模拟量操作为主，由于不具备数字信息传输功能，因此在进行计算机网络管理时，有可能会出现问题，从而严重影响到整个网络管理的合理性。

5.通常不同厂家生产的DCS系统运行模式、组态软件、运行参数都有很大差异，如果不能有效解决这一问题，将有可能导致全厂DCS系统无法组网、系统应用受限。外加DCS系统开放性有限，在数据信息交互转换时，需要通过其他仪器设备进行，如此一来，将增加DCS系统的运行成本，影响DCS系统的发展。

三、DCS热控自动化设备的安装要求

1.控制好安装环境

DCS热控自动化设备是一种精度非常高的科技产品，对安装环境的要求相对也比较高。因此，在进行DCS热控自动化设备安装时，必须充分考虑到DCS热控自动化设备的安装环境。在室内的装修、消防、空调的安装等相关工作结束后，对室内的温度以及湿度采取有效的控制措施，使其符合相关的实际要求标准。尤其要注意安装环境的磁场强度，高强度的磁场会对计算机系统造成严重影响。因此，必须将环境的磁场强度控制在相关规定范围内，禁止在计算机附近使用大功率的电子产品。

2.安装接地要求

DCS热控自动化系统必须要进行接地处理，因为只有经过接地处理，才可以为系统提供统一的基准电压参考标准。在进行接地处理时，接地设备要处于独立状态，在有意外情况发生的时候，接地设备可以快速的将过载电流引入地下，避免对系统造成危害。这样在很大程度上提高了DCS热控自动化系统运行的安全性和稳定性，而且还可以有效的避免外界信号对DCS热控自动化系统造成干扰。由于DCS热控自动化属于高科技成品，因此对接地处理的要求也非常高，在进行接地处理时，必须严格遵守相关要求标准，确保接地处理的准确性。

3.安装线缆要求

线缆的选择对于DCS热控自动化设备安装非常重要，所选用的线缆的质量和性能必须完全符合实际要求。在设备安装的过程中，必须将有源和无源信号合理分离，还要将屏蔽和非屏蔽信号准确辨别，防止两种信号之间出现干扰。除此之外还需要注意，要将强和弱电流的有效层次和距离合理划分，将其与其它电缆之间的距离控制在合理的范围内，避免设备正常运行时受到干扰。在进行DCS热控自动化设备电缆安装时，为了防止其会受到损害，应对线缆的绝缘部分进行有效的保护处理。

四、DCS控制系统常见故障

1.运行容易受环境干扰、电源容易出现故障

DCS集散控制系统的运行对周围环境的要求极高，由于DCS集散控制系统的信号处理功能很容易受到周围环境中各种信号的影响，因此在使用DCS集散控制系统的过程中，必须有效避免在周围环境中使用其他的电子设备，从而避免DCS集散控制系统受到环境的影响而出现信号故障。除此之外DCS集散控制系统还有可能在电源方面发生故障。由于设计者考虑不够充分，导致系统在运转的过程中常常会发生电源短路的问题，而又由于电源在出现故障时没有及时和备用电源进行切换，因此就影响了系统运行的连续性。

2.网络故障和软件故障

由于DCS集散控制系统在本质上隶属于局域网系统，因此也有可能会出现网络方面的障碍，影响系统的运行。现在DCS集散控制系统在我国已经被普遍使用，而在整理了相关的统计数据之后，发现DCS集散控制系统的网络障碍主要表现在以下三个方面：一是网络的线路堵塞，二是网卡故障，三是IP地址错误，以上的三个问题出现任意一个，都会影响整个DCS集散控制系统的正常运转。除了容易发生网络故障之外，由于DCS集散控制系统中的各个软件来自于不同的开发商，因此很容易产生不兼容的情况，从而影响整个系统的使用效率。

3.人为故障

除了客观的软硬件等各种因素之外，DCS集散控制系统的问题同样也来自于人为方面，比如说工作人员由于不熟悉系统的操作规范而导致的重复指令或者使得整个系统处于超负荷运转的情况。一旦出现这些情况，系统可能会瘫痪

五、DCS控制系统的检修与维护

1.硬件管理与维护

一般来说，无论是输出模块还是输入模块出现故障，都必须要对系统进行修复。如果出现故障的情况，就需要更换模块解决问题。由于很多人员没有正确认识仪表制作技术，自身的水平也不高，对内部元件老化导致的热控模块故障问题无法准确进行判断，需要专业人员进行模块维修。这就需要定期培训技术人员，在发生设备故障时，对故障进行深入剖析检查，通过分析、与厂家专家沟通等方式，了解发生故障的原因及处理方法，不断提高自身的技术水平。

2.软件管理与维护

除了对应用软件进行备份外，还需要全面仔细的记录应用软件的变化，对软件功能进行全面深入的测试，特别是对各级别权限要严格进行检测。对各类软件要进行规范管理，对软件要及时进行更新。设备在处于维修状态的时候，要进行隔离和维护。如果故障排除的难度比较大，需要按照设备的运行现状，选择最为合适的方式进行排查。如果操作员站无法正常运行的时候，要及时断电或是调节电路控制器，停止运行。还需要对设备、软件的监管制度不断进行完善，确保软件的运行安全。

六、结语

电力企业要不断创新或是优化当前DCS控制系统，做到预防为主，并制定科学、合理、可行的维护策略和方式方法，最大限度的满足企业需求，确保DCS系统长期稳定的运行，助推企业稳健长远发展。

（国电吉林龙华长春热电一厂  吉林   长春  130000）