提高DCS火电厂应用水平之浅见

电力18讯：    作者：白发琪　

摘要  简要介绍DCS在国内火电厂投运现状，表明了DCS应用水平有待提高的观点，并从多方面阐述了提高DCS安全可靠性及控制水平的方式、途径。
关键词  自动控制  DCS  提高  应用  优化
       1.DCS在火电厂应用现状
       自上世纪90年代至今，DCS在我国火电厂已普遍使用，DCS基本控制范围能覆盖主要的自动控制系统：DAS、MCS、SCS、FSSS等，部分DCS控制范围包括了DEH/MEH、ECS、ETS等。DCS应用技术也已成熟，采用DCS实施的热控系统功能也能基本满足机组主辅设备控制要求。但DCS总体应用水平还不够高，未充分发挥DCS应有的作用。
在工程应用中，DCS的安全性、可靠性值尚待提高。有调研表明DCS（含DEH）系统自身故障造成机组跳机的占误动跳机次数近一半,而且DCS故障多呈现“软故障”的特点，较难确切分析查找原因，并易造成反复跳机的隐患；如何规范设计，挖掘其资源，科学、合理、有效使用之，提高其利用率，也是当前DCS应用的重要任务；针对电站控制的功能（如先进控制算法、大型先进优化软件包）尚需研发、拓展。
同时，当前对DCS系统（性能、功能）测试、考核不够，未能客观掌握、公正评价DCS应用效果，这不利于DCS应用技术的提高、发展。
新的电力形势对机组，特别是对机组热工自动化系统的安全、可靠性要求更为严格，对自动控制水平也有更高要求，本文笔者结合近年来DCS工程实践检验，就DCS应用中一些“老话题”“老问题”进行分析、探讨，愿对提高DCS应用水平有促进作用。
       2.提高DCS火电厂应用的安全可靠性
       2.1关于处理器
       国内使用的一些DCS在处理器方面仍有如下表现：冗余处理器的主备切换不正常；处理器的初始化易引发意外；处理器配置不够，负载较重，风险集中等。
应采取有效措施，避免冗余处理器切换故障发生。近几年，国内有多个冗余处理器对未能正常切换而发生故障的案例，有些甚至引起机组跳闸。究其原因，可能是处理器对抗干扰能力差，或系统安装、连接不合格，或其它原因。检修、维护中应特别注意在机组停运时对有“前科”的处理器对的测试、观察、状态跟踪。在接地系统、电源配置、网络连接中排除可能产生的干扰因素，控制系统区域应具备防止干扰措施，如I/O通道的隔离、良好的电缆屏蔽和合理的电缆走向、“关闭手机”的警示等。
处理器的配置应满足分散度要求、负荷率要求，并能兼顾系统相对独立完整的要求（笔者在《试论DCS控制器配置之安全准则》一文中有更多阐述）。在激烈的市场竞争中，处理器的数量常常因商务原因而配置偏紧，导致分散度不够或负载较重。有些DCS因处理器负载重最终不得不以降低处理速度作为代价。一些DCS在投运后出现画面刷新慢，通讯速度慢，甚至处理速度不一致而导致错误逻辑关系等常常是处理器负载过重引起。有些DCS为降低处理器负载，均衡处理任务而放弃工艺、功能划分原则。总而言之，充裕的处理器余量是必要的，不能因节省经费或市场竞争而影响系统性能。
在一些DCS中，（I/O）子模件智能化程度较高，具有逻辑处理功能，实际应用中这种子模件常常与主（大）处理器一起分担控制处理任务。由于子模件一般不做（也不易实现）双重冗余配置，对子模件控制任务的分配应特别慎重，重要的控制任务最好由主处理器完成。由子模件完成重要控制任务（有时考虑到速度因素）时，可考虑采用双重或三重冗余（三取二方式），在模件输入输出端做处理。
重视机组运行中的处理器初始化：注意系统维护，尽可能避免机组运行中出现处理器初始化（可能因在线组态下装造成；可能因处理器不正常主备切换导致重启造成；也可能由干扰或其它不明原因引起）。设计中应重视初始化参数的选择（工程应用中常被 “默认”而过，缺乏仔细研究），一般选择维持原状态，特别注意尽量避免触发除报警外的 “动作” ，如果触发动作应确保在任何状态是朝向安全的。
       2.2 通讯接口
       随着计算机网络与通讯技术的发展，DCS与其它系统的通讯也越来越容易，但近年来国内还是有因通讯问题导致或诱发机组跳闸甚至扩大至设备损坏的案例（不再详述）。笔者建议：同一厂内不同（机组或种类）DCS（包括共用系统、辅控系统）在建立 “点信息记录”、 “标签名称”等方面应重视总体规划，规范设计，避免接口通讯中错误的刷新、覆盖；同时应尽量避免机组运行中的通讯程序修改维护、通讯代码传递。
       2.3 报警系统
       报警系统是人机界面的重要组成部分，同时报警系统