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一、分散控制系統(DCS)概述

  DCS具有通用性強、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便、顯示操作集中、人機界面友好、安裝簡單規范化、調試方便、運行安全可靠的特點，在國內外電力、石油、化工、冶金、輕工等生產領域特別是大型發電機組有著較為廣泛的應用。目前國內應用較多的的品牌主要有：

  (1)國外品牌：美國ABB、西屋、德國西門子、日本橫河、日立等；

  (2)國內：國電智深、和利時、新華等。

  DCS的安全、可靠與否對于保證機組的安全、穩定運行至關重要，若發生問題將有可能造成機組設備的嚴重損壞甚至人身安全事故。所以非常有必要分析DCS運行中出現的各類問題，采取措施提高火電廠DCS的安全可靠性。

  二、DCS在生產過程中的故障情況

  每個廠家的DCS都有其各自的特點，因此其故障的現象分析和處理不盡相同，但歸納起來由DCS引起機組二類及以上障礙可劃分為三大類：

  (1)系統本身問題，包括設計安裝缺陷、軟硬件故障等。

  (2)人為因素造成的故障，包括人員造成的誤操作，管理制度不完善及執行環節落實。

  (3)系統外部環境問題造成DCS故障。如環境溫度過高、濕度過高或過低、粉塵、振動以及小動物等因素造成異常。

  2.1 DCS本身問題故障實例

  此類故障在生產過程中較為常見，主要包括系統設計安裝缺陷，控制器(DPU或CPU)的死機、脫網等故障，操作員站黑屏，網絡通訊堵塞，軟件存在缺陷，系統配置較低，與其他系統及設備接口存在問題等。

  2.1.1 電源及接地問題：

  (1)某電廠DCS電源系統采用的是ABB公司Symphony III型電源，但基建時仍按照II型電源的接地方式進行機柜安裝，與III型電源接地技術要求差異很大。機組投產以來發生多次DCS模件故障、信號跳變、硬件燒壞的情況，疑與接地系統有關。同樣，某電廠在基建期間DCS接地網設計制作安裝存在問題，DCS系統運行后所有熱電阻熱電偶溫度測點出現周期波動。

  (2)某廠因電源連線松動而導致汽機側控制系統失效。

  經驗教訓：DCS沒有良好的接地系統和合理的電纜屏蔽，不僅系統干擾大，控制系統易誤發信號，還易使模件損壞。可見，UPS電源、控制系統接地等存在問題將給電廠投產后DCS的安全穩定運行留下極大隱患。因此，DCS系統電源設計一定要有可靠的后備手段，負荷配置要合理并有一定余量；DCS的系統接地必須嚴格遵守制造廠技術要求(如制造廠無特殊說明應按照DLT774規定執行)，所有進入DSC系統控制信號的電纜必須采用質量合格的屏蔽電纜，并要同動力電纜分開敷設且有良好的單端接地。

  2.1.2 系統配置問題：

  (1)浙江某電廠DCS(T-ME/XP系統)頻繁故障和死機造成機組停運事故。7、8機組(2*330MW)，從1997年2月試生產至5月，兩臺機組共發生22次DCS系統故障和死機，造成機組不正常跳閘8次。之后又多次發生操作畫面故障(8號機組有兩次發生全部6臺操作站“黑屏”)，嚴重威脅機組安全。經分析認為其DCS系統存在以下幾個方面的問題：(1)DCS工程設計在性能計算軟件、開關量冗余配置上存在問題。(2)硬件配置不匹配(其中包括T-ME和T-XP兩種系統的匹配和通信問題)。(3)個別硬件設計不完善。(4)進一步分析，關鍵的CS275(下層T-ME)通訊總線負荷率過高出現“瓶頸”問題現象。而歐洲T-ME/XP系統用戶在配置合理的前提下，T-ME/XP系統使用情況基本良好。

  (2)某電廠在200MW機組的熱控系統自動化改造上使用的DCS，由于系統配置的負荷率計算不準且為了減少投資，技術指標均接近允許極限，加之該系統有運行時中間虛擬I/O點量大的特點，所以在改造后期調試時發現個別控制器的負荷率竟超過了90%，個別軟手操操作響應竟接近1min，根本無法使用，后經過大幅度調整(系統重新增加配置)，才解決了這個問題。

  (3)東北某600MW機組，由于招標技術規范對I/O通道隔離性質表述不到位，因此DCS廠家做的配置很低，結果在調試時燒損了大量的I/O板，后來改變了隔離方式和更改換了硬件，電廠又花費了許多資金，也抵消了當初的招標價格優勢。此外，電纜的質量與屏蔽問題也必須高度重視，重要信號及控制應使用計算機專用屏蔽電纜，許多改造工程正是由于電纜的問題導致電纜不得不重新敷設，影響了工期。

  (4)某電廠300MW機組新華XDPS-400系統工程師站頻繁死機，經檢查發現其運行程序較多：多個虛擬DPU、歷史數據記錄、性能計算、報表等。把歷史數據分配至別的人機接口站問題解決。