火力发电厂DCS系统运行故障分析

摘要：DCS系统可以有效满足火力发电厂各系统控制的需要，通过对实际应用中不断暴露出的一些主要故障进行分析，及时加以总结，有利于确保dcs系统的可靠性和安全性。文章主要分析了DCS系统在运行时存在的故障，并提出了有效的预防和解决措施。

关键词：火力发电；DCS系统；故障；措施

中图分类号：TM621文献标识码： A

1、火力发电厂DCS系统运行故障

1.1、DCS系统硬件故障

这类故障是指过程控制层的故障。一是DCS系统中的模块特别是I/O模块损坏造成的故障；二是DCS接地不牢靠，导致卡件损坏。这类故障通常属于局部性的，且较为明显，主要是由于使用时间较长，配件出现老化现象或者是使用不当造成的。同时，如果模块周围的湿度大、温度高、环境灰尘超标，也会在很大程度上缩短模块的使用年限。为此，在具体运行过程中，应严格按照DCS系统对清洁度、湿度以及温度的要求进行操作。

1.2、DCS系统软件故障

在DCS系统运行中，软件故障主要是因其自身所造成的。该类故障通常发生在DCS系统的投运调试阶段，由于应用软件的工作量大、程序复杂，因此应用软件错误在所难免，这就要求在DCS调试试运阶段，运行人员与组态人员必须认真对待，及时发现并配合DCS系统调试人员解决问题。除此之外，就是在系统正常运行时，应该加大控制力，相应的增加控制点，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。

1.3、热工控制元件问题

如电磁阀、流量、液位、压力、温度等热工控制元件会由于老化或质量问题而导致故障发生而系统在运行过程中又无冗余识别能力这就不可避免地使产生的信号出现错误，系统在错误信号下发出错误指令就会导致拒动、误动的故障现象。

1.4、电缆回路问题

发生电缆回路问题通常是由于布设的电缆不够规范不合理造成的如接线口进水、绝缘层遭受破坏、电缆老化或在高温区布设电缆等原因都容易造成线路虚接、断路的现象最终导致热工控制设备在运行过程中出现误动现象。

1.5、干扰造成的故障

干扰会影响模拟量的信号正确显示，甚至对系统参数的准确性、机组的经济性和安全性造成严重影响。通过认真分析，产生干扰的因素包括很多，但主要由于没有解决好DCS系统的接地与屏蔽问题所造成的，DCS要求单点接地，一般对进入DCS信号电缆的屏蔽层都采取在DCS机柜侧单侧接地，再并接到DCS专用接地电缆上，满足系统接地要求。但真正严格实现单点接地非常难，进入DCS有大量现场信号，任何一个信号电缆屏蔽层在现场都有短接地的可能，这样易造成整个DCS事实上不只一点接地，另外还有电厂可能会因为现场环境条件限制或出于安装时经济性考虑，许多DCS不能严格做到强电电缆与控制电缆的完全隔离。与此同时，为了防止干扰信号串入DCS系统，一定要严格执行接地和屏蔽的要求与方式，使信号线远离干扰源。

1.6、人为故障

导致此类故障发生的主要原因是因为人员操作不规范或者错误而引起的。在DCS系统正常运行时，往往会由于部分功能难以有效应用而导致一些控制环节无法顺利进行，而DCS系统自身不存在任何的问题，这些问题通常都是因为操作人员没有全面了解DCS系统的功能作用、缺乏熟练的操作而带来的。特别对于刚学会操作DCS系统的人员，因没有丰富的实践经验，操作失误情况屡见不鲜。

2、火力发电厂DCS系统故障解决措施

2.1、加强DCS系统的日常维护

加强DCS系统的日常维护，主要从以下几个方面入手：第一，借助网络测试仪器对DCS系统进行定期和不定期的通信负荷率测试，当机组发生异常或是故障时，将网络负荷率控制在合理范围内；第二，充分利用检修机组的绝佳机会，对DCS系统的DPU进行逐个复位，并删除组态当中存在的无效I/O节点，以此来优化DPU组态。除此之外，还应对机柜、滤网和DCS模件等进行清洁，防止灰尘积聚应用系统正常运行；第三，建议有条件的火电厂应当将DCS系统网络改为双层网络拓扑机构，借此来使管理和系统两个网络分开，这有利于提高DCS运行网络的可靠性与稳定性；第四，必须做好定期检查和巡检工作，并将检点放在以下环节上：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；对各个通讯线路进行检查，看其接口是否存在异常、连接是否牢固可靠；定期对各个模件、端子进行试验检测，以确保其能够始终处于最佳运行状态；加强对机组运行过程中设备的巡检和维护力度，认真检查通讯状态，避免因通讯故障的发生引起系统失灵；第五，为了确保系统运行的安全性，应当在DCS系统那个与其它系统的接口上加装防火墙，并在CRT与系统之间设置异常报警。

2.2、处理通信网络系统故障

为了有效防止节点总线故障，应通过双路冗余配置的方式来防止由于一处总线出现故障而对整体造成影响的情况。关于就地总线故障方面，要科学合理的处理就地总线和就地设备的联接点，在设备的拆卸与安装过程中，禁止对总线的正常运行造成影响，应将总线分支设置于碰触不到的地方，并且，就地总线应选用双路冗余配置，这样通信就会更加的可靠。

2.3、防止人为故障

首先，要针对相关操作者做好岗位培训工作，尤其要加强对新进人员的培训，以全面掌握DCS系统的所有功能，防止作业中由于操作失误而导致系统发生故障；其次，制定相应的管理制度；为了防止因人才操作失误的情况出现，不仅要强化操作人员的技术水平，而且还必须及时的编制相匹配的监护与批准制度，以通过制度来规范职工，实施奖惩制度，凡是由于操作失误而造成系统严重故障的应对当事人予以相应的惩处，凡是防范意识强且未引起故障发生的职工要适当的予以奖励，这样不仅能激发职工的工作积极性，而且还有效保障了DCS系统安全有序的运行。

2.4、解决信号干扰故障

2.4.1、DCS屏蔽

屏蔽是利用导磁材料或导电制成的壳状或盒状屏蔽体，将干扰对象和干扰源包围起来，从而削弱或割断干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输，按需屏蔽的干扰场的性质不同，可分为电磁场屏蔽、磁场屏蔽以及电场屏蔽。

2.4.2、DCS系统隔离

DCS隔离是指把接收系统和干扰源隔离开来，使有用信号正常传输，而干扰耦合通道被切断，达到抑制干扰的目的。DCS系统常见隔离方法有继电器隔离、变压器隔离和光电隔离等方法。

2.4.3、DCS系统接地

DCS接地系统应该具备两种功能：第一，当DCS系统设备本身或进入DCS系统的供电电源、信号出现异常时，能有效地承受过载电流，并且能够迅速的将过载电流导入大地。第二，接地系统应能够为DCS提供屏蔽层，消弱电子噪声干扰，可以为整个控制系统提供公共信号参考点，即参考零电位。为了满足上述功能，DCS系统一般具有2个接地，即工作接地和保护接地。

结束语

综上所述，在DCS系统的实际运行过程中，系统检查、维护人员应严格参照系统的具体要求，针对其在运行中出现的各类故障，提出合理有效的维修策略，以此来不断优化系统维护，从而有效提升地DCS系统的可靠性。

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陈实（1983-），大专学历，2005年毕业于武汉电力职业技术学院机电一体化专业，从事火力发电厂脱硫脱硝项目电气及调试工作

李顺莹（1985-），大专学历，2007年毕业于武汉电力职业技术学院电厂检测技术及自动化专业，助理工程师，从事火力发电厂脱硫脱硝自动化控制设计