火电厂DCS控制系统故障应急处理及其预防措施

高瑞良

天津军粮城发电有限公司

火电厂DCS控制系统故障应急处理及其预防措施

高瑞良

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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。

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、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。

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。

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

当系统管理人员发现DCS出现故障后，应当立即启动应急处理措施，并通过以下步骤逐步排查和寻找故障源。

第一，逐个检查所有的控制器，看控制器所显示的各项参数是否正常或保持一致，如果某个控制器的参数出现异常，则锁定该控制器控制下的系统设备，并通知专业的设备维修人员进行故障维修。

第二，如果是在设备正常运行过程中，控制器突然出现黑屏或蓝屏，并由此导致DCS控制部分或全部功能的丧失。系统管理人员应当首先调取监控录像，检查各个控制台和操作站是否存在违规操作；随后启动应急计算机，并读取备份数据，保证火电厂各项工作的正常运行，随后联系维护人员对控制器进行修复。

第三，如果中央计算机的鼠标、键盘等硬件设备出现故障，可以多次重复的插拔USB接口，并观看问题是否解决；如果仍然存在鼠标或键盘无反应，则通知相关维护人员进行设备更换或维修。

第四，DCS网络瘫痪，管理人员应当立即切断总控电源。这是因为如果DCS网络崩溃，其控制功能就形同虚设，如果不加以控制，反而会给火电厂其他的工作活动产生影响。因此，必须通过切断电源，是DCS强制性停止，等待维护人员将网络系统修复后，再通电运行。

三、火电厂DCS系统常见故障预防措施

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。

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、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。

[1]杨金玲,马博峰,郭占东.DCS系统故障分析处理及维护防范措施[J].城市建设理论研究,2013,(02):131-133.

[2]程永红,秦东亮,李勇.DCS系统故障分析处理及维护防范措施[J].中国仪器仪表,2011,(02):164-165.

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高瑞良(1987-)，男，天津人，助理工程师，本科，现主要从事天津军粮城发电有限公司热控专业工作。