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專欄

DCS控制系統(tǒng)選型

2025China.cn   2007年12月15日

    DCS為分散控制系統(tǒng)的英文縮寫,上世紀(jì)八十年代中后期,我國開始在成套引進(jìn)的發(fā)電機(jī)組卜應(yīng)用DCS,至目前,無論是大機(jī)組還是供熱的小機(jī)組,DCS的應(yīng)用已越來越廣泛,為電力生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。對于各個電廠來說,控制系統(tǒng)的可靠性對整個電廠的安全可靠性是生死攸關(guān)的,如何盡可能的提高DCS的可靠性,從而保證電力生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)已成為一項越來越重要的工作。本文作者根據(jù)自己在電廠從事熱控檢修工作的經(jīng)驗,從DCS控制系統(tǒng)角度,從控制系統(tǒng)選型、設(shè)備安裝、程序設(shè)計和調(diào)試驗收以及技術(shù)培訓(xùn)等方面,就如何提高整個DCS的可靠性進(jìn)行了闡述。

    DCS控制系統(tǒng)選型

    不論在新建機(jī)組還是老機(jī)組進(jìn)行的控制系統(tǒng)改造,均面臨著盡可能質(zhì)優(yōu)價廉地選擇理想的控制系統(tǒng)的問題。在此,我們姑且撇開控制系統(tǒng)的價格,僅從提高可靠性要的角度來考慮,在DCS選型過程中需要注意以下各方面的問題:

    (1) 在選擇DCS控制系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮有在類似機(jī)組上良好運(yùn)行業(yè)績的控制系統(tǒng),這樣的控制系統(tǒng)通過了工廠試驗和實際投運(yùn),其可靠性得到了時間的檢驗。

    (2) 控制系統(tǒng)的硬件一定要具有高可靠性,在電子元器件上的生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)上采用了成熟技術(shù),電子模件最好能熱拔插??刂破鞯倪\(yùn)算和存儲能力要足夠,IO卡件具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

    (3) 控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上要充分地采用冗余技術(shù)。對于控制系統(tǒng)的控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊等必須冗余,且各冗余設(shè)備之間必須能實現(xiàn)無擾切換。采用冗余結(jié)構(gòu)不僅能避免控制系統(tǒng)的局部故障擴(kuò)大事故,保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行,同時也保證設(shè)備故障的在線排除,從而消除事故隱患。

    (4) 控制系統(tǒng)軟件的可維護(hù)性要好。尤其是以下幾個方面:程序及軟件的穩(wěn)定性好,不會出現(xiàn)系統(tǒng)或單個控制器死機(jī)等問題;系統(tǒng)自診斷性好,控制器及I/O信號有出錯報警;人機(jī)交換友好,可以在線修改程序及下裝;備品備件有可靠保證,在15年內(nèi)采購容易且周期短,價格低;控制系統(tǒng)軟件的可讀性好,其組態(tài)功能塊的功能是否能輕易實現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)的各種工藝功能的需要。

    施工工藝和質(zhì)量

    對DCS控制系統(tǒng)的安裝有嚴(yán)格規(guī)定,選擇有良好資質(zhì)和施工經(jīng)驗的施工單位尤其重要??刂葡到y(tǒng)選型一旦確定后,施工單位的技術(shù)人員要一同介入控制系統(tǒng)設(shè)計、出施工圖、制定施工措施和進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)等。工程開工前,必須根據(jù)工期要求,制定嚴(yán)格的進(jìn)度計劃,并要求施工單位組織好施工力量,拿出他們的施工方案。在DCS安裝、調(diào)試中尤其注意以下問題:

    (1) 施工中要注意盤柜與地的可靠絕緣和盤柜母線的??拷拥?,同時對孔洞等必須做防火處理,盤柜等要有防振動措施。

    (2) 敷設(shè)電纜時尤其要注意強(qiáng)電弱電分開,屏蔽線的可靠接地和抗干擾。在布線過程中一定要按照設(shè)計圖紙施_[,在接線中,電纜及芯線標(biāo)記要清晰完整,能長期保持;壓接端子必須用絕緣管預(yù)裝端頭處理。

    (3) 要嚴(yán)格控制電子設(shè)備問的環(huán)境條件,注意搞好消防、空調(diào)、通風(fēng)及照明等工作。尤其要提的是通風(fēng)和空調(diào),由于DCS控制系統(tǒng)溫度要求嚴(yán)格,所以應(yīng)盡早將空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)行,空調(diào)的出風(fēng)口不能正對機(jī)柜或DCS其他電子設(shè)備,以免冷凝水滲透到設(shè)備內(nèi)造成危害;同時,電子卡件決不允許有粉塵進(jìn)入,所以,要求電子間能一直保持環(huán)境清潔和濾網(wǎng)干凈,注意除濕和調(diào)整好溫度。

    程序設(shè)計和調(diào)試驗收

    在程序設(shè)計和驗收過程中,要充分調(diào)動全體員工的積極性,使大家盡可能多地對DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行了解、熟悉和掌握。

    在組態(tài)和驗收中,要特別注意以下問題:

    (1) 在程序組態(tài)設(shè)計中,一定要采用保障機(jī)組安全運(yùn)行控制策略。保護(hù)或連鎖的邏輯判據(jù)必須是充要的。對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、汽輪機(jī)潤滑油壓力等,宜采用硬接線保護(hù)和軟件保護(hù)相結(jié)合,建議采用常閉信號,以確保保護(hù)的可靠投入;對重要的三取二保護(hù)信號,要采用模擬量和開關(guān)量進(jìn)行組合,在保證重要主設(shè)備安全的前提下,建議盡可能采用常開信號,以避免保護(hù)的誤動作。

    (2) 在控制系統(tǒng)選型、設(shè)計、測試、驗收、投入運(yùn)行和在線調(diào)整各階段,程序設(shè)計和測試人員一定要全程參與,要結(jié)合類似控制系統(tǒng)使用中存在的問題,嚴(yán)格審核保護(hù)控制邏輯設(shè)計和組態(tài)的合理性。測試中一定要全面測試所有的回路,要仔細(xì)記錄各次檢查和試驗結(jié)果,若發(fā)現(xiàn)與軟件相關(guān)的問題要立即與供應(yīng)商取得聯(lián)系,并將情況完整地反饋給他們以盡快解決問題。

    (3) 要有必需的后備手段:重要的保護(hù)和聯(lián)鎖, 出了有通訊連接外,還必須具有硬接線方式;對重要的調(diào)節(jié)設(shè)備,除了在操作員站上有軟手操外, 還必須有后備手操,以便在DCS控制器或I/O模件發(fā)生故障時,仍可以對重要設(shè)備進(jìn)行及時干預(yù)。

    人員管理和技術(shù)培訓(xùn)

    DCS選型一旦確定后,在進(jìn)行系統(tǒng)搭建、硬件測試和和程序組態(tài)前,必須對有較強(qiáng)實踐經(jīng)驗的熱控工程師和運(yùn)行操作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)工作,培訓(xùn)工作必須以仿真機(jī)和實際系統(tǒng)相結(jié)合,做到有的放矢。

    (1) 對操作人員的培訓(xùn): 由于操作不當(dāng)可能影響DCS硬件或軟件性能,會間接影響機(jī)組的安全行和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),所以在DCS做畫面過程中要廣泛征求運(yùn)行人員的意見,讓他們參與設(shè)計和調(diào)試,以讓他們充分熟悉控制界面的操作變化,知道如何操作。對啟停設(shè)備、手/自動切換等El常性操作和事故預(yù)想,應(yīng)編制完整的操作規(guī)程,進(jìn)行技術(shù)培UIl~u演練,要充分利用DCS控制系統(tǒng)調(diào)試階段對相關(guān)運(yùn)行人員進(jìn)行全面培訓(xùn)。

    (2) 對熱控人員的培訓(xùn):對熱控人員的培訓(xùn)要注意各有所長,由于DCS控制系統(tǒng)涉及的知識面很廣,要短時間進(jìn)行全面掌握是不可能的。所以要充分考慮熱控人員文化素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平的差異,優(yōu)先對條件較好的熱控工程師進(jìn)行不同方面的比較深入的培訓(xùn)。通過培訓(xùn),使他們能在DCS控制系統(tǒng)的搭建,網(wǎng)絡(luò)通訊的建立、硬件的測試和驗收、程序組態(tài)的設(shè)計、控制回路的測試和調(diào)整等工作中逐步擔(dān)起重任。同時,要充分利用設(shè)備調(diào)試及分步投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題,要求他們在供應(yīng)商的協(xié)助下,能結(jié)合技術(shù)手冊,進(jìn)行分析、判斷和解決。在此基礎(chǔ)上,這些熱控工程師向其他熱控人員進(jìn)行”在線”培訓(xùn)。

    結(jié)束語

    在工業(yè)實踐中,控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題是正常的,但我們工程技術(shù)人員有責(zé)任和義務(wù)使控制系統(tǒng)盡可能少地出現(xiàn)嚴(yán)重影響安全的問題。對于控制系統(tǒng)多次出現(xiàn)的問題,我們要多分析,勤總結(jié),尋找問題的共性,并有針對性地采取措施進(jìn)行改進(jìn),使DCS控制系統(tǒng)能更好地為電力生產(chǎn)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行服好務(wù)。

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