韩满
靖远第二发电有限公司
摘要：DCS（分布式控制系统）是广泛应用于石油、化工、电力等行业的一种控制系统，近年来，国内各个领域的用电需求不断上涨，火力发电作为当前主要的发电形式之一，必须要根据实际需要来不断提升设备性能、优化生产技术，提高发电能力。但是在实际工程过程中，受多种因素的影响，DCS控制系统容易出现故障，影响火电厂正常的发电工作。因此，必须深入分析故障问题成因，并在此基础上探究故障的预防和处理措施。
关键词：火电厂；DCS；控制系统；故障与处理
一、火电厂DCS控制系统的常见故障
1.1系统自身故障
DCS融合了计算机系统、电子信息系统、传感系统以及控制系统等技术，因此其内部结构十分复杂，系统组成元件的数量较多，这些元器件如果在使用过程中出现质量问题，就会影响DCS控制系统的部分功能，如果是主干路元器件损坏，还会造成区域性的线路故障，给火电厂造成巨额损失。其中较为常见的系统故障有：一是在进行系统线路搭建时，由于相关的设计人员没有严格按照规划图纸进行操作，导致系统内部线路和元器件的组合不对应，后期通电试运行后，就容易出现线路烧坏等问题；二是PLC控制器黑屏（蓝屏），PLC作为控制火电厂DCS系统的一种系统软件，通过各种编程指令完成对系统的操作与控制，如果这些程序语句存在错误，或是PLC软件本身出现故障，就会导致控制器黑屏（蓝屏），进而失去对DCS系统的控制功能，导致各种操作处于无序状态，不利于火电厂正常发电工作的开展。
1.2人为因素造成故障
人为操作不当引发系统故障，是火电厂DCS故障中极为常见的问题，例如对设备操作不熟练，或是不按照规定进行操作等。随着现代控制技术的发展，许多火电厂都引入了信息化控制系统，利用终端计算机对各个站点的系统进行可视化管理。但是由于缺乏严格的监督和控制体系，许多设备管理人员在工作时间利用工厂的计算机玩游戏、看电影，导致一些网络病毒传播到计算机中，给DCS控制系统的正常运行造成了极大影响。另外，部分设备操作人员没有养成良好的工作习惯，例如在长期工作中不能定期对重要文件进行备份，或是对涉及到火电厂核心技术的文件没有加密等，这些文件保存在计算机硬盘上，如果一旦硬盘损坏，将会导致文件资料的遗失。
1.3外部环境造成故障
首先，火电厂本身属于污染较为严重的企业，加上DCS 控制系统中的电器元件在静电吸附作用下，很容易吸附空气中的粉尘，严重情况下还会导致系统短路和崩溃。其次，在火力发电过程中，工厂内部环境温度较高，导致DCS控制系统中的元件工作负荷增加。尤其是一些电子元件密集的线路板，很容易因高温导致导线绝缘包皮融化，金属导线裸露。而一旦这些导线与其他元器件相连，就极有可能导致整个电路板烧毁。最后，为了防止对周边地区居民的影响，火电厂的选址大多集中在相对偏远的郊区，如果缺乏严格的控制措施，像老鼠、流浪猫狗等动物也有可能咬断电线，导 致DCS控制系统突然断电，给火力发电厂造成严重的经济损失。
二、火电厂DCS控制系统故障的应急处理办法
应急处理原则：当DCS系统出现异常，立即通知热工人员到场处理并汇报各级领导。运行人员应沉着冷静、果断处理，确保机组设备安全。首先分析判断出故障类别及范围，仔细查看对机组监控的影响程度后进行处理。机组暂时运行稳定但无控制手段时应先保持稳定，立即联系检修处理，短时无效果应立即停运机组；事发前机组运行不稳定且已无控制手段时应立即停运机组；对机组已无监视手段时应立即停运。应急处理的注意事项：迅速安排就地人员做好准备并注意人身安全，保持通讯畅通；DCS因电源失去故障，运行人员不可盲目进行电源恢复以防扩大事故，系统内部电源操作应由热工人员进行；DCS通讯网络瘫痪需要紧急停机时注意厂用电的切换，若厂用电失去确认无异常后应迅速通过邻机公用操作权限合厂用电备用电源开关，无效时可以考虑将母线段上负荷开关断开后就地手动合备用电源开关。
2.1操作员站故障时的应急处理
（1）部分操作员站显示器黑屏时，若其他的操作员站可以进行监控，则继续监视机组正常运行，立即通知热工人员处理；若不能正常监视、安全操作，可以紧急使用工程师站内操作站进行监控，通知热工人员立即处理故障操作员站，期间尽量不要有重大操作。
（2）全部操作员站故障时，若电源正常可紧急逐台热启一次，观察操作员站是否能恢复正常，并立即通知热工人员到场处理；若因电源故障导致集控室内所有操作员站不能使用，可紧急使用工程师室内操作员站进行监控；若所有操作员站故障（集控室和工程师室内操作员站均故障），短时处理不好且故障前机组运行不稳定，则立即打闸停机停炉，若故障前机组运行稳定但无法监视机组参数则也应立即打闸停机停炉。
2.2通讯网络发生故障时的应急处理
（1）DCS通讯网络发生故障时，造成所有数据不能进行刷新（死机），应立即汇报并按“全部操作员站出现死机”处理。
（2）SCS系统通讯网络发生故障时，立即通知热工人员处理并汇报，同时运行人员维持机组稳定运行，加强监视，并可根据需要安排人员进行就地操作。不能维持设备运行（运行设备跳闸，备用设备无法启动）时，应紧急停止机组运行。
（3）MCS系统通讯网络发生故障时，立即通知热工人员处理并汇报，同时运行人员维持机组稳定运行，加强监视，必要时采取就地操作，维持参数在正常范围内。若运行参数达到停机停炉值时，应紧急停止机组运行。
2.3.DCS系统各功能故障时的应急处理
（1）DEH失电时汽轮机应自动跳闸，按机组跳闸处理，否则应立即手动停运机组。
（2）FSSS失电时MFT保护应及时动作，否则应立即手动停机停炉。
（3）SCS和MCS失电时，运行人员立即联系检修处理，并加强监视稳定机组运行，不能维持时应紧急停止机组运行。
（4）MEH失电时A/B汽泵均应跳闸，检查各联锁动作是否正常，否则手动干预，若电泵联启立即加出力以力争不发生MFT，但能挽救成功的几率较小；若汽泵未跳闸则立即启电泵带出力后盘上硬操打跳A/B小机，检查各联锁动作是否正常，否则手动干预；若MFT动作则按机组跳闸处理。
三、火电厂DCS系统常见故障预防措施
3.1电源系统故障
DCS系统又称之为集散控制系统，是由多个分项系统构建而成，其中电源系统作用不可忽视，对电源系统的安全性与稳定性要给予十足把握，并熟练掌握电源使用原理与操作流程，严格按照正确使用方式进行。对电源模块的选用要完全符合相关标准，同时要对电源电压进行实时监测，控制电压波动的稳定性，并对电源故障问题等进行检测，一但发现先问题则需要及时解决。
3.2硬件(模件)故障
DCS系统运行时，为了减少硬件故障的发生率，必须要注意以下几点：严格按照相关的标准和法规为客户提供一个良好的硬件运行环境；在处于工作状态时，禁止使用高功率无线设备，也不得随意打开机箱；保持稳定的工作电压；为关键的硬件配置（模块）足够的冗余。
3.3软件故障
软件故障相对来说都比较容易处理，一般的软件故障都是因为使用的软件是盗版软件，致使系统运行不正常，处理方式就是使用正版软件，并记得要及时升级。
四、总结
综上所述，伴随着火电厂 DCS 控制系统的智能化、自动化不断发展，DCS 控制系统的可靠性和安全性也在持续提高。一定层面上讲，故障时无法避免的。但是，故障与事故并不是同义词，对故障的有效应急处理以及全面的预防必然能够规避事故，其关键在于如何提前发现，然后有效的控制、预防并排除故障。对此，这就需要相关人员提高对 DCS 控制系统的认识，及时发现系统的异常，有效的应对故障，预防故障发生，确保火电厂真正实现安全、高效生产。
参考文献：
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