火电厂DCS系统调试常见问题及解决对策分析

黄研

摘 要：随着计算机、信息技术的快速发展，我国的火电厂也广泛的应用了智能化技术，火电厂已进入智能时代，其中，火电厂DCS系统是智能化系统的核心。DCS系统的安全、可靠、稳定性直接关系到发电机组的安全运行，一旦有故障产生就会造成不必要的损失。然而，在火电厂的实际运行中，会受到一些客观因素的影响，造成DCS系统的某些故障产生。基于此，文章探讨分析了火力发电厂DCS系统常见故障及处理措施，以供参考。

关键词：火力发电厂;DCS系统;故障分析;处理措施

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0153-02

DCS分布式控制系统是计算机技术和自动化技术发展的结果。具有通用性强，系统配置灵活，控制功能完善，人机界面友好，安装简单标准化，调试方便，操作安全可靠的特點。它已广泛用于冶金和石油等许多行业，尤其是在热电厂的各种容量的装置中。300MW以上机组基本实现了DAS，MCS，FSSS，CCS，DEH，MEH，ETS等功能，也为DCS在火电机组控制中的应用提供了广阔的市场。特别是对于新建的300MW及以上的火电机组，控制系统基本上采用DCS控制系统进行热控系统改造。近年来，随着国民经济的快速发展，对电力的需求也不断增加。为了提高发电能力，火电厂不断提高自身设备的性能，机组容量和运行参数也在不断提高，机组的安全运行是必须解决的问题，并且密切相关到设备的安全DCS操作状态[1]。因此，有必要分析DCS运行中的各种问题，并采取措施提高DCS系统运行的安全性和可靠性。

1软件故障

1.1站点之间的网络变量通信失败

1.1.1故障现象

电厂第一站的DMI1020YO5（A层给煤机的自动信号）是一个网络变量。该变量是发电厂第20站给煤机的自动输入信号。在调试过程中，发电厂11个站的DM11T020Y05为1。发电厂20站点的DM11020Y05为0。因此，A层给煤机无法自动运行，这一直是强制性的手动工作模式。循环水泵的液压控制蝶阀打开至15。该信号是网络变量。当依次启动A循环泵时，A循环泵的液压控制蝶阀打开至15。那时，电厂中32个循环水泵的液压蝶阀打开至15.1。但是，站29处的循环水泵的液压控制蝶阀已打开到15。该信号始终为0。即电厂中的29个站。无法接收A循环泵。液压控制蝶阀打开至15。信号，导致顺序启动故障[2]。

1.1.2原因分析

通过建立网络变量来实现单元DCS系统的控制站之间的通信。由于创建网络变量的过程很麻烦，因此容易出现序列不一致和资源描述不一致的情况，从而使这种通信方法容易出现故障。由于电厂第11站和第20站的网络变量DM11020Y05的资源描述不一致，因此A层的给煤机无法进入自动工作模式。由于电厂的29个站和32个站的网络变量DM11020Y05的顺序不一致，因此无法按顺序启动A循环泵。

1.1.3预防措施

（1）全面检查所有网络变量，以确保站点的资源描述，定义顺序和属性与站点网络变量一致;（2）在系统配置过程中，尽量避免使用网络变量，稳定性。

1.2不完善的系统强制功能

1.2.1故障现象

在DCS系统的调试过程中，为了满足某些条件，通常必须强制变量满足条件。如果没有释放力，则关闭站的逻辑。再次打开站的逻辑时，该变量无法以强制状态显示。如果没有强制性记录，则将无法确定站点上是否存在强制性变量，也无法根据需要释放强制性变量，这将给安全稳定的运行带来隐患[3]。另外，当强制某个站点的网络变量时，不会强制另一个站点的网络变量，从而导致两个站点中相同网络变量的值相同。释放网络变量后，无法将网络变量恢复到先前的作用力值。

1.2.2原因分析

上面的问题是由于DCS系统功能不完善引起的。有必要进一步改善DCS系统的功能，使其具有查询强制变量的功能。

1.2.3预防措施

（1）完善DCS系统的强制性功能。（2）在调试过程中，调试人员需要作详细的强制性记录，养成良好的工作习惯。

1.3控制站的初始下载问题

1.3.1故障现象

调试新单元时，控制系统的组态和逻辑修改是通过工程师站和操作员站进行的。当工程师站或操作员站登录到电厂的20个站时，系统将提示是否开始下载。如果单击“是”，则将删除该站的所有组态，并将组态恢复到其原始状态。

1.3.2原因分析

通过分析发现，在修改逻辑或配置之后，发电厂的站20同时修改了工程师站和操作员站上的逻辑。逻辑与编译前的逻辑不一致。在这种情况下，如果登录到电厂的电站20，则初始下载会出现问题。

2 DCS控制系统在电力行业调试和运行中存在的问题和处理对策

2.1 DCS控制系统在电力行业调试中存在的问题和处理对策

2.1.1模件烧坏问题和处理对策

模件烧毁是DCS在电力行业运用的调试过程中经常出现的问题，接线错误是产生这种现象的主要原因，进而引发了外回路强电窜入。基本处理对策为：断开模件的外部接线之后再开展模件测试，插入模件应该在松开电源保险之后进行，最后推出模件;先检查端子柜和外回路接线，确保正确的前提下载进行DCS与外传输设备的传动实验。先用万用表检测电流、电压等情况，防止强电窜入，结束后推出模件;为了防止强电窜入，必须先进行电流和电压的检测，推出模件。

2.1.2画面出现问题和处理对策

DCS系统的组态画面、监控缓慢等都可能出现问题。在组态画面方面，出现红色条块和绿色条块分布可能代表了接线错误引发的故障和通道重复引发的故障，也有可能是仪表故障和通道不存在的故障。在实现了正常调试的基础上发现电力行业生产过程中数据为0，首先进行的检查就是数据故障报警，如果有则检查卡件运行情况，再进行下一步检查;如果监控画面存在多个数据同时较大的波动，首先应该判断波动数据和相关参数的关系，如果波动数据是相关参数，通过专业人员检查，必要时进行现场调节。

2.1.3电磁干扰问题和处理对策

电磁干扰问题是DCS应用于电力行业调试过程中的常见问题之一。对DCS调节品质产生影响的因素主要有：端子柜公共端抬高了电压影响设备正常运行，挡板反馈信号跳动频繁，DCS控制系统的执行机构存在过热的电机等。这些现象的主要原因在于反馈信号受到了来自于电气信号的电磁干扰。这就要求DCS系统在电力行业调试过程中，将于电气保护PE连接系统的一层钢丝网订在控制室四周的墙壁上，在DCS控制系统不同的电缆沟内进行消除电磁干扰设备的放置，从而避免由于接近高压电缆引发的高强电磁干扰。也可以通过将一套滤波电路安装在反馈信号的DCS侧来消除干扰。

2.2 DCS控制系统在电力行业运行中存在的问题和处理对策

2.2.1计算机死机问题和处理对策

DCS控制系统在电力行业运行过程中计算机死机问题体现在两个方面：一是在调试DCS系统之后出现的计算机死机问题。其主要原因在于对DCS系统调试过程中由于各种操作产生了导致负荷过重的大量垃圾。处理对策是尽可能的避免对机组运行中的组态修改，在必要的情况下需要记录修改组态并且在街上后清理垃圾。另一方面是DCS控制系统运行过程中的死机问题，这个现象的主要处理对策是：刷新数据并且对DCS系统报警指示灯的情况进行及时动态的检查。该问题的处理对策是重新启动计算机，检查其他DCS系统是否正常，如果不正常则表明系统本身存在问题，正常则预示着故障问题在通讯网络方面，由专业维修人员进行检查和维修。在硬件工作正常的情况下，检查通讯协议故障，不正常则进一步检查原因，开展通讯协议的自诊断，由专人进行修复工作。

2.2.2硬件、软件故障和处理对策

DCS控制系统运行过程中硬件故障主要是由于模块损害导致的。硬件故障相对明显并且影响范围较窄。因此，环境的温度和湿度，系统的清洁度等因素都会影响DCS控制系统的硬件。因此，要保证控制室装修完毕在安装DCS控制系统，及时启用空调，封堵好电缆的漏洞。而DCS控制系统运行过程中的软件问题则主要是软件本身导致的。DCS应用软件数据丰富，工作程序非常复杂，工作量也很大，如果内存不足则很容易导致运行问题。软件故障也是是常见问题。基本处理对策就是在调试阶段对DCS系统进行充分的调试，保证调试过程中各方面软硬件都是可行的，减少系统运行过程中的问题。

3结语

DCS系统的广泛应用提高了火电厂的自动化控制水平。由于该系统是庞大和复杂的系统，在调试中不可避免地会发生硬件或软件上的故障。因此对DCS系统多次出现的故障，需要尽早发现，并进行深人的分析和研究，提出有效预防措施。火电厂还应制定相应的故障应急预案，为以后出现故障时可以及时正确的做出判断。另外，还要不断完善DCS系统的功能，使其更好地为电力生产服务。

参考文献

[1] 黄知，卢裕义.火电厂DCS控制系统故障的应急处理和预防措施[J].山东工业技术，2018（2）：130.

[2] 李巍.火电厂DCS控制系统故障应急处理方法和预防分析[J].山东工业技术，2018（10）：181.

[3] 李东峰，陈宝林.火力发电厂DCS系统运行现状及相关测试优化措施分析[J].電工技术，2019（2）：52-54.