陆宁炎
广东意高热能科技有限公司 广东广州 511400
摘要：随着信息技术在电力领域的迅速普及，近年来电力行业异军突起，但与此同时，互联网信息带来的信息安全问题也值得人们关注。在中国现代化进程中，工业基础设施的运维安全已经衍生为一场没有火药味的战争。事实上，电厂分散控制系统的信息安全直接关系到电力工业发展的战略安全，甚至关系到国家的政治稳定。因此，电厂必须高度重视信息控制及信息运维工作，不断加强电厂分散控制系统建设，为国家信息安全建立坚实的屏障。
关键词：发电厂；DCS控制系统；应用；日常维护
一、发电厂DCS系统运行一般性故障现象
1.1外维设备因素
在整个DCS系统的运行过程中，执行机构经常会出现一些问题，如阀门堵塞或机械设备润滑不足，使其难以开启，阻力过大。从而影响执行机构的正常运行，影响DCS系统的回路控制功能，出现线路烧毁等问题。
1.2硬件
在DCS系统的运行中，硬件设施是一个重要的组成部分。人机I/O系统接口或通道端口部分经常出现问题，因此工作站往往因为接口异常，导致DCS出现故障，一旦不及时解决，就会导致整个系统无法正常运行。
1.3软件
在DCS系统的运行中，软件设备也是引起问题的主要环节。在系统的初始或升级阶段，软件设备的配置变化往往导致故障。系统和数据软件是造成DCS系统问题的主要原因。系统软件设施往往作用于DCS系统配置和工作站布局，而数据库主要面向监控系统模块。其中，软件设施故障的原因有：从主机到CPU系统的配置信息不符合实际要求，或数据库中DCS配置对应通道信号响应不一致；元件改造后不能准确设置PID参数，会导致软件设施出现不同程度的问题，从而影响DCS系统的正常运行。
1.4电源干扰
DCS必须采用干净可靠的电源供电，采用两路电源同时供电，互为备用状态，DCS运行上出现单电源异常时，另一路能提供可靠、纯净的220V电源，确保DCS的稳定运行。一般情况下，分别由电厂稳压电源及UPS供电。
电厂中的强电、弱电要分层单独布置，避免强电磁场对DCS信号的影响。DCS的接地网电阻要确保低于0.1Ω，DCS的其它接地电阻不高于4Ω。DCS的接地网与电气网接地要分开单独设接地网，并远离电气接地、防雷接地网，避免这些接地电压对DCS的干扰。
二、发电厂DCS设备的RCM维护策略
2.1电厂DCS系统以可靠性为中心的维护决策
电厂DCS是以可靠性为中心的维护过程RCM维护策略，维护决策应以可靠性为中心，识别各种设备的功能、功能故障、故障原因和不良后果，明确定义。
RCM分析的主要步骤是：①对相关设备的重要性进行评估，分析其功能、使用、运行和使用可靠性的重要性；②对相关设备的重要性进行分析，在深入了解待修设备的基础上，利用故障模式和影响分析对相关故障进行审计，然后详细列出维护设备的功能、故障的表现形式以及故障的影响；③对设备故障的影响进行分类评价；④对设备故障的影响进行分类评价；⑤计算预防性维护间隔时间，确定维护策略周期；⑥实施组合维护策略。
2.2发电厂DCS系统设备重要度的确定
RCM的主要应用对象是对DCS系统有较大影响的设备，这些设备的故障可能直接影响DCS系统的运行或对DCS系统的安全产生重大影响。如果需要确定设备是否属于RCM的应用对象，则需要对其重要性进行评估。重要性评价方法主要有层次分析法、模糊综合评价法和日本乘数法。
2.3加强运行特性分析
在实际集成过程中，相关技术人员将变压器组、火电机组厂内电源等电气控制系统与DCS系统集成，充分发挥DCS系统的监控功能，提高事故分析能力。特别是升压站和电厂主厂房的所有电气控制系统，如厂用电快速切换系统、低压厂用电系统、UPS系统、保安电源等要接入DCS系统。
三、外界因素对DCS的影响几个典型案例及处理方法
3.1变频设备保护接地对DCS通信的干扰
我司余热发电厂中，锅炉引风机电机采用合康高压变频器，采用modbus485通信与DCS进行通信。外包单位在安装变频器时，安装在二楼的变频器接地网与低压电器柜分别引至一楼电缆沟共享接地网。
在项目调试验收后若干个月后，变频器在DCS中的运行数据时常出现断续停顿并跳机。经检测接地网电阻接近0Ω，未见接地电阻异常。经多次调换、检测变频器板卡，变频器仍存在同类异常事故，运行中变频器通信仍异常卡死并跳机。
变频器周围为钢结构厂房，周围有较多的高低压设备及变频器，并在十米外有电厂烟囱。经查钢结构图纸，发现与电房接地网距离仅8米左右。分析可能会受钢结构建筑物感应电压及变频设备启动电流的影响，接地网影响变频器运行。将变频器接地网采用多股电缆引钢架构厂房30米外，单独布置接地网后，上述故障现象消失。
3.2电厂蒸汽管道吹管声波对DCS通信的干扰
2016年6月我司新安装一台锅炉蒸汽管道，在现场进行吹管过程当中，三台工作站不同程度出现不能流畅操作，工作站死机等情况，调整DCS面板无应答，打开测点监视窗口延迟等现象。
3.3现场排查及对策
1)网络结构（交换机、PC网口）；
现场实测：a:在吹管过程中拔出操作站OPOlA、B网线，工作站卡顿情况依旧。b：将上述拔除的网线插入个人PC（用笔记本自带电池），吹管过程中，个人笔记本工程正常操作。c：网络交换机，对A网交换机断电重启，系统成功切换到B网运行，交替切换到全A网试验，卡顿现象依旧。d：测试软件对系统网络进行诊断，系统网络未查验出故障项。
2)软件本身（文件只读、破损、特殊图元）；
现场实测：a:对工程文件，刷新率进行检查重设，文件只读进行重设，吹管过程卡断现象依旧。
检测结里：排除软件本身影响，
3)DCS系统DPU超负荷；
现场实测：a:对吹管过程中DPU负荷进行监测，DPU负荷在吹管过程中仅8%,没有受到影响。
检测结果：DPU超负荷问题排除
4)厂用电、UPS电是否跳变；
现场实测：a:取现场OPOlI作站，工作站保持原位，放置于和其他工作站相同的环境当中，借用输灰系统UPS电源给0P01I作站进行供电，吹管过程中卡顿现象依旧；
检测结果：排除现场电源对操作站影响。
5)系统接地是否可靠；
现场实测：a:现场屏蔽地和保护地都有接地。b:断开操作站接地，吹管过程中卡顿现象依旧；
检测结果，排除现场接地对系统影响：
6)吹管噪声对PC站CPU主频影响，PC站CPU超负荷运算或算力不足；
现场实测：吹管期间，临吹门操作时DELLPC会同步异常，CPU负荷由4%飙升至13%,且windows系统出现卡顿。
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检测结果：吹管过程对PC机CPU负荷产生影响，同时也对其他电子监测设备产生影响。
处理措施：OP01工作站移位到输灰控制室，取输灰系统UPS电源，在吹管过程中，系统操作正常，PC机DPU负荷未出现升高现象，DPU负荷未出现负荷波动情况，面板操作应答正常,曲线调阅功能正常。
问题检测结果表明，吹管过程对PC机及电子设备会产生声波干扰，从而引起PC机CPU负荷升高,操作应答迟缓等现场。在吹管过程中也会对同样布置于中控室的视频监控系统,及汽包水位监控装置造成影响。
结束语
综上所述，在电厂电气控制系统运行过程中，相关技术人员需要积极按照DCS控制系统规范，充分注意DCS控制系统安装要求，提高总体布局的合理性、经济性和可靠性施工、维护，为控制系统的高效运行提供保障。
参考文献
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[2]火电施工质量检验及评定标准（热工仪表及控制装置篇），2018.
[3]电力建设施工及验收技术规范（第5部分：热工自动化）：DL/T5190.5－2020