電廠分散控制系統(tǒng)論文

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1分散控制系統(tǒng)的基本概念簡述

分散控制系統(tǒng)是新一代的儀表控制系統(tǒng)，其以微處理元件為基礎，以集中顯示操作、控制功能分散、分而治之和整體協(xié)調(diào)為基本原則，由過程監(jiān)控級和過程控制級共同構成的以通信網(wǎng)路為紐帶的多級計算機系統(tǒng)。分散控制系統(tǒng)的技術為4C、計算機（computer）、顯示（CRT）、控制（Control）以及通訊（Communication）。具體來說，分散控制系統(tǒng)具備開放的結(jié)構，能夠提供多個層次的數(shù)據(jù)接口。系統(tǒng)主要由現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站、機柜、數(shù)據(jù)系統(tǒng)和電源等部分組成。分散控制系統(tǒng)的硬件條件良好，能夠在諸多惡劣的工作環(huán)境中保持穩(wěn)定高效的工作性能。加之其漢化的平臺強大，能夠?qū)τ脩糇灾鏖_發(fā)和組態(tài)復雜控制等提供強有力的支持。分散控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)信息主要集中在顯示器上顯示和打印機打印，使控制系統(tǒng)在物理和功能上形成了明確區(qū)分。一般來說，分散控制系統(tǒng)的可利用率接近百分之百，無故障產(chǎn)生的平均時間保持在10萬小時以上，能夠?qū)?a href="http://www.pogame.cn/lunwen/gygclw/kzxtlw/201508/788009.html" target="_blank">電廠的生產(chǎn)過程進行全方位不間斷監(jiān)控，保證電廠相關工作沒有盲區(qū)，能夠一直處于監(jiān)控之下。

2電廠分散控制系統(tǒng)常見故障

2.1分散控制系統(tǒng)硬件故障

硬件故障是分散控制系統(tǒng)的最常見故障，對分散控制系統(tǒng)來說，其一般分為硬件和軟件兩個系統(tǒng)部分。對于DCS系統(tǒng)來說，其硬件系統(tǒng)一般包括通訊模塊、處理器模塊以及I/O模塊三個部分，人機接口和過程通道是硬件故障最常見的兩類問題，比如人機接口故障，就會控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)異常、球標失靈、部分設備無法進行操作等。球標失靈的主要原因在于球標老化、油污粉塵導致接觸失靈等。而I/O接口故障，一般是由于連接線接觸不良或是卡鍵老化導致出現(xiàn)問題。除此之外，控制設備故障和信息采集設備故障也是最為常見的硬件問題?？刂圃O備故障和主控電路、設備配置有直接關聯(lián)，其中大多數(shù)問題是由于設備線路老化所致。

2.2分散控制系統(tǒng)電源故障

電源故障的問題雖然發(fā)生的幾率不大，但是并不是說不會發(fā)生，而且其后果十分嚴重。電源出現(xiàn)故障將會導致分散控制系統(tǒng)的控制功能失效，無法對各部元器件進行控制管理，造成系統(tǒng)運行失效甚至崩潰，給電廠帶來不必要的損失，是DCS系統(tǒng)最為嚴重的故障之一。對于DCS系統(tǒng)來說，其出現(xiàn)電源故障的原因是多方面的，一般有四個方面的因素：第一是電源內(nèi)部發(fā)生故障或者保險配置不合理引起電源中斷，進而造成分散控制系統(tǒng)整體運轉(zhuǎn)停止；第二是電源插接頭不穩(wěn)，致使系統(tǒng)電壓不穩(wěn)，給系統(tǒng)運行帶來負面影響；第三是供電方式交換，引起電源出現(xiàn)瞬間終端的現(xiàn)象，由于電壓沖擊給系統(tǒng)各部元器件帶來損傷，進而造成系統(tǒng)控制功能失效；第四是其他方面的原因?qū)е履K受損，無法進行正常工作，進而引發(fā)電源故障。

2.3分散控制系統(tǒng)信號干擾故障

信號干擾故障是分散控制系統(tǒng)在實際運行中很常見的一個問題，所謂信號干擾故障，即指在分散控制系統(tǒng)正常運行時，其他與系統(tǒng)無關的信號闖入控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)的工作信號形成了強烈干擾，使系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)或發(fā)出的指令與設定存在偏差，進而在相應的工作結(jié)果上體現(xiàn)出明顯的問題。信號干擾故障的成因是干擾信號，干擾信號一般有三個來源：第一是電源電路產(chǎn)生干擾信號。在電廠發(fā)電系統(tǒng)中，各種設備開閉都會產(chǎn)生電壓噪聲，其闖入分散控制系統(tǒng)就會給系統(tǒng)的控制工作帶來很大的負面沖擊；第二是接地產(chǎn)生干擾。當系統(tǒng)接地點位分布不合理，就會造成系統(tǒng)接地點之間存在電位差，進而引起接地電源電流變化，對控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響；第三是外部無線信號干擾。外部無線信號也會對分散控制系統(tǒng)產(chǎn)生很大的干擾，諸如手機信號、收音機信號等。

2.4分散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡通信故障

網(wǎng)絡通信故障是出現(xiàn)在系統(tǒng)操作中的一種常見故障，由于分散控制系統(tǒng)進行不同控制層切換，會造成網(wǎng)絡通信阻塞或是通信出現(xiàn)混亂。網(wǎng)絡通信故障最直接的表現(xiàn)就是各系統(tǒng)信號無顯示，I/O接口紅燈閃爍。這種情況一般是控制系統(tǒng)同時處理過多信息導致CPU總線通信阻塞。通信故障對于分散控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理都會產(chǎn)生很大的影響，其不僅會阻礙系統(tǒng)的正常工作，甚至還會導致部分設備甚至整個系統(tǒng)發(fā)生更嚴重的故障。

3電廠分散控制系統(tǒng)的維護措施

3.1加強控制系統(tǒng)的日常維護

加強日常維護對于減少控制系統(tǒng)故障，維持系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行具有重大意義。日常維護故障一般應該從系統(tǒng)的基本點出發(fā)，做好基礎維護。一般來說，日常維護第一需要貫徹相關系統(tǒng)管理制度，使制度深入人心，確保相關員工能夠在日常工作中按照規(guī)定進行，減少誤操作對系統(tǒng)帶來的影響；第二要維護系統(tǒng)工作環(huán)境溫度，保持氣溫穩(wěn)定，保證溫度變化不超過5℃，避免系統(tǒng)設備出現(xiàn)啟動困難；第三要維持溫度穩(wěn)定，也可以起到減慢設備線路老化的作用；第四要加強軟件使用，確保使用正版軟件，拒絕盜版軟件，避免因軟件問題給系統(tǒng)帶來問題；第五要加強對系統(tǒng)接地進行維護，避免接地點出現(xiàn)電位差引發(fā)系統(tǒng)故障；第六要加強防靜電的工作，避免系統(tǒng)遭受磁場干擾。

3.2加強對控制系統(tǒng)的針對性維護

日常維護只是從基本需求出發(fā)，其只能在基本層面進行故障排查，無法對一些深層次的問題進行處理。針對性維護及針對系統(tǒng)常見故障進行專項維護，比如對于常見電源故障，就可以加強對電源的維護工作；對信號干擾故障，就該加強排除外部信號源的工作?？偟膩碚f，針對性維護從三個方面入手：第一，對控制站及操作站的電源、計算機進行定期停機檢修?？刂普竞筒僮髡臼欠稚⒖刂葡到y(tǒng)的兩個重要環(huán)節(jié)，其電源和計算機均關系到兩個環(huán)節(jié)的正常控制工作，只有進行定期檢修，排除潛在的問題，才能保證其維持正常工作；第二，對系統(tǒng)接地和供電系統(tǒng)進行接地電阻測試。系統(tǒng)接地產(chǎn)生的電位差會給系統(tǒng)帶來較大的危害，定期進行接地電阻測試，排除可能存在的接地問題，對于控制系統(tǒng)來說具有十分重要的作用；第三，對控制系統(tǒng)進行冗余測試，使系統(tǒng)保持在正常的運行狀態(tài)。

3.3加強對系統(tǒng)回路和傳感器的維護

分散控制系統(tǒng)中回路和傳感器眾多，由于其具有分散控制功能，所以對于不同的控制對象，其控制回路和傳感器是不一樣的。加強對系統(tǒng)回路和傳感器的維護，需要從三個方面入手：第一是維護回路完整性。系統(tǒng)回路在經(jīng)過一段時間工作后，可能由于外部原因或是內(nèi)部原因出現(xiàn)斷路或是誤接，因此需要加強維護避免出現(xiàn)回路斷開或是接入其他回路，造成系統(tǒng)控制功能失效；第二是維護傳感器的完整性，避免傳感器在工作中逐漸老化或是遭受其他外界因素影響產(chǎn)生失效，確保其能夠在系統(tǒng)中進行精準快速的工作；第三是加強回路和傳感器的檢修更換。維護工作不具備針對性，其是以保證相關設備的正常運行為出發(fā)點。但是檢修不一樣，其是以發(fā)現(xiàn)問題解決問題為目的進行的相關工作。對于系統(tǒng)回路和傳感器而言，只有加強檢修更換，才能保證其不出現(xiàn)意外故障，影響系統(tǒng)的整體運轉(zhuǎn)。

3.4加強對系統(tǒng)電源的維護

電源故障對系統(tǒng)造成的影響十分巨大，因此加強對系統(tǒng)電源的維護具有十分重要的作用。加強對電源的維護，主要應該以定期進行冗余實驗，即定期進行電源系統(tǒng)冗余切換實驗，在此基礎上還需對UPS電源進行切換檢查。一般來說，電源維護的主要內(nèi)容有對電源電池進行充放電、對I/O模塊進行定期檢查、及時更換老化線路和元件、檢查電源系統(tǒng)接地分布、檢查線路接頭是否穩(wěn)定良好、檢查系統(tǒng)的散熱設備是否正常等?？梢哉f系統(tǒng)電源維護是分散控制系統(tǒng)的重點維護措施，也是避免不必要故障發(fā)生的有效手段，能夠大大提升系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

4結(jié)語

分散控制系統(tǒng)在電廠中能夠發(fā)揮重大的作用，其可以對電廠各部元件設備進行分別控制，又能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一各部功能。分散控制系統(tǒng)可能發(fā)生的故障較多，引發(fā)故障的原因也多種多樣，因此在日常工作中需要加強對系統(tǒng)的維護檢修，排除存在的問題，確保系統(tǒng)安全可靠運行。

作者：楊勇 單位：湖北華電西塞山發(fā)電有限公司