DCS系统升级改造过程及故障的分析处理

王万红

摘 要我国的经济社会不断发展，科学技术水平不断提升。在火力发电系统中，DCS系统占据着重要地位，只有发挥DCS系统的实用价值，才能提高火力发电的效率。传统DCS系统存在一定局限性，必须对其进行升级改造，解决系统故障问题。本文将具体探讨DCS系统升级改造过程及故障的分析处理，希望能为相关人士提供一些参考。

【关键词】DCS系统 升级改造 故障分析 处理

进入新世纪以来，我国的社会主义市场经济持续发展，为火电厂带来了前所未有的发展机遇和挑战。一方面，现代技术不断发展，优化了火电厂的控制系统。另一方面，工作环境日益复杂，增加了机组故障发生频率。在火力发电厂中，DCS系统的应用最为广泛。就目前来看，大部分火力发电厂对DCS系统进行了升级改造，在很大程度上提高了内控水平。为了进一步促进火力发电厂的发展，必须对DCS系统故障进行分析和处理。

1 火电厂控制系统概述

现有一火电厂，采用W型的燃煤锅炉和动力式汽轮机组。在控制系统中，火电厂应用了西门子T3000的DCS软件，且该软件的固件版本为4.5.6。在火力发电厂的内部有三个工作站，总工作站负责信息端口，可以实现对网络的集成管理。分工作站负责协调通信，可以将控制系统、动力系统等整合到一起。

随着经济的不断发展，科学技术水平不断提升，DCS系统急需进行升级和改造。DCS系统升级改造具有复杂性特征，技术人员需要进行阶段化处理。在第一个阶段内，技术人员需要新增控制柜一面，保持原公用水泵及其他附属设备仍作为公用DCS远程IO站不变。在第二个阶段内，技术人员需要升级CP，并对卡件进行系列改造，同时将循环水泵、空压机设备及附属系统作为公用设备纳入监控体系中。在对DCS系统进行升级和改造后，火电厂控制系统出现一系列故障问题。如何解决故障问题，降低系统风险，成为火力发电厂关注的重点。

2 DCS系统的升级和改造

2.1 一次升级改造

DCS系统需要经过两次升级改造过程。为满足循环水泵、空压机设备纳入单元机组控制的质量要求，必须对公用DCS系统实施改造。在对DCS系统进行一次改造升级时，技术人员需要做到以下几点：

（1）技术人员需要按照对应单元机组分别作为远程IO站接入单元机组，在每个单元机组中安装控制器，并对单元机组DCS软件IO点表容量进行扩增。

（2）技术人员需要形成新的网络架构。在未升级之前，AP控制器一共有十五对，新增控制器之后，AP控制器的数量为十六对。技术人员需要设置循环水泵及液控蝶阀作为AP111远程IO站和AP211远程IO站，并接入相应的空压机及冷干机。

（3）技术人员需要对单元机组DCS软件IO点表容量进行扩增，满足循环水泵、空压机及后续设备改造IO接入要求。

2.2 二次升级改造

一次升级改造的用时比较长，二次升级改造所用时间相对较短。在对DCS系统进行二次升级改造时，技术人员需要做到以下几点：

（1）技术人员需要将原AP101及AP102控制器下的扩展柜纳入新增控制器。

（2）技术人员需要安装导轨，安装卡件，安装电源转换模块等。

（3）技术人员需要对软件和硬件进行修改。

在软件修改的过程中，技术人员应该对单元机组DCS软件进行组态，修改IO点表容量授权。在硬件修改的过程中，技术人员应该对原扩展柜所有测点做好标记，新增点表配置卡件。

3 DCS系统升级改造故障分析

3.1 故障表现

在对DCS系统进行升级改造后，系统会出现异常，影响后续工作的正常开展。就目前来看，DCS系统升级改造故障包括以下几点：

（1）DCS系统时间出现异常。在DCS系统运行过程中，网络数据发生变化，系统自动预警。在发出警示信号后，数据流呈直线趋势发展，而DCS系统的时间会迅速跳变。

（2）DCS系统反应时间过长。工作站处理信息数据，信息数据的加载时间会不断延长。同时，工作站的通讯卡灯会来回闪烁，一些卡灯长期处于开启状态。

（3）DCS系统测点发生死机。不同工作站负责观测不同的目标点，在DCS系统改造后，机组会频繁死机，影响测点的观察效率。在进行观测时，测点彻底陷入异常，图像信息获取不力，阻碍了DCS系统的PI进程。

（4）DCS系统无法立刻上线。当预警信号发出之后，网络仍长期处在离线状态，只有将总线路彻底断电，进行通讯重启，才能使NUDEBUS重新上线。

3.2 故障原因

对DCS系统的历史运行数据和实时运行数据进行分析，结合控制系统的故障处理经验，可以发现DCS系统升级改造故障主要是由以下几个原因引起的：

（1）工作站工作频次过高。在工作站有较多的软件设备和硬件设备，这些设备有固定的使用年限，一旦超过使用年限，就会对节点通讯产生不利影响，阻碍数据接收和信息传递。

（2）DCS系统配置较差。在未应用DCS系统之前，火力发电厂采用传统的控制系统，历史库配置和新系统配置相距甚远。

（3）DCS系统负荷过高。在系统运作过程中，经常要采用动态监测程序，对数据网络进行监控。全工况监测程序占据的流量过多，会占用大部分网络资源。

4 DCS系统升级改造故障处理

4.1 降低网络负荷

首先，想要對DCS系统升级改造故障进行处理，应该降低网络负荷。技术人员可以对历史数据进行定期清理，减少历史备份占用的网络资源。同时，技术人员可以对数据系统进行检查，及时消除故障隐患。DCS系统中存在大量垃圾文件，为避免网络堵塞，技术人员必须延长网络巡视时间。

4.2 改造硬件软件

其次，想要对DCS系统升级改造故障进行处理，应该改造硬件软件。旧有的软件和硬件设备已经落后于时代发展的潮流，在构建新的Mesh网络之后，技术人员应该更换新的卡件，并对软件进行重新组装。

5 结论

综上所述，为了进一步促进火力发电厂的发展，必须对DCS系统故障进行分析和处理。

参考文献

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作者单位

贵州黔东电力有限公司 贵州省黔东南苗族侗族自治州镇远县 557702