火电厂(脱硫脱硝)DCS控制系统现场调试

孙 泽

(国能龙源环保有限公司，北京 100039)

0 引言

分散控制系统(Distributed Control System，DCS)控制技术在我国工业化领域是比较常见的技术手段，而且在实践应用中已经相对成熟。作为控制系统，其不仅价格低廉、组装简单，而且占用面积也比较小。因此，DCS控制技术得到广泛应用。系统运行是火电厂生产的决定性因素，运行稳定性与可靠性存在诸多影响因素。因此，火电厂DCS控制系统必须要做好现场调试工作。

1 DCS控制系统

DCS控制系统也被称为分散控制系统，包括过程监控与监控级。这类系统利用纽带通信网络实现两者的连接，从而组合成多级计算机系统(见图1)。分散控制系统集合了通信(Communication )、计算机(Computer)、显示(CRT)和控制(Control)技术，通常被称作4C。系统通过装置与设备的集中操作与分散控制，加强了配置、组态灵活性[1]。

图1 DCS控制系统结构

DCS控制系统基础操作是微处理，通过微机达到集中分散处理管控的效果。在计算机、大数据飞速发展的当下，DCS控制系统也开始朝着信息化、多元化与集成化方向转型，从而衍生出各型号的DCS系统，其不仅支持数据交换，还能够通过以太网技术，将项目管理与DCS控制系统紧密连接，采集数据后上传到网络中，实现工业自动化控制。

2 火电厂DCS控制系统现场调试要点

2.1 脱硫脱硝DCS控制系统调试复原

关于系统硬件调试的复原，在检查硬件的过程中，工作人员应该先做好分类，并且制定调试表格，填写和校对检验项目允许的误差与规定的数值，以期减小误差。软件调试复原环节操作比较简单，由于软件出厂时已经进行了相应的调试，所以在进行火电厂现场调试时，工作人员仅需测试软件功能性与结构性[2]。在进行单回路的调试时，工作人员应认识到的是，单回路无法快速调试完成，应该按照信号模拟量和数字量划分组别，明确实际调试顺序。开始调试之后，当完成一部分单回路的调试工作后，工作人员应该及时做好标记，详细记录调试数据。针对连锁回路的调试复原，工作人员应该严格按照逻辑测试图进行，并在开始测试之前严格校对逻辑图，特别是逻辑“1”与“0”条件结果，应该进行双重测试。开始测试调试之后，设计阶段所需逻辑功能不能有遗漏现象，而且工作人员应注意必须在设计所需逻辑功能范围以内。针对程序控制系统的调试复原，开始测试之后，工作人员还应根据程序表要求的顺序展开测试。测试对象包括各流程实施条件、程序时间以及元件状态。

2.2 选择调试模拟方法

为了使DCS系统能够有效投入使用，工作人员在投入使用前必须开展调试工作。笔者建议采用综合模拟法开展系统调试。综合模拟法需要用到准确的参数来调试系统状态。首先，输入模拟信号。DCS控制系统内部对输入过程变量信号这一操作进行模拟，建议应用0.05级信号发生器，以此为标准表，可保证精度[3]。其次，模拟输出负载。开始冷态调试之后，工作人员注意可不接入现场负载，模拟量输出负载建议在控制室中的输出输入端子连接负载相似的小功率电阻，电阻数值能够及时显示在屏幕上。如果数字输出信号负载提出需求，可应用信号灯模拟。在开始热态调试之前，工作人员需要将模拟负载拆除。再次，系统模拟。此环节一般会在复杂性较大的联锁系统中使用，通过冷态调试方式制作模拟版，而数字信号则需要采用信号灯模拟与开关。模拟信号量通过电子元件线路可直接产生。最后，故障模拟。工作人员通过故障模拟能够真实了解到计算机系统诊断检测故障以及冗余功能的实际情况，在系统中输入故障信号与越限信号等时，可采取相应的方法对故障状态加以模拟，例如人为调整、切断电源等，在现场测试操作站工作人员便可对故障进行诊断[4]。

3 火电厂脱硫脱硝DCS控制系统现场调试方法

3.1 DCS控制室的调试

DCS控制系统使用寿命与运行稳定性，通常与其工作环境有直接联系，建议工作人员做好DCS控制室环境的控制，例如室内温湿度、粉尘等。为了使控制室内温湿度处于适中状态，工作人员还需要重点考虑通风条件，保证控制室所有机柜均安装散热系统，机柜可以发出温度预警信号，提醒工作人员控制室温度超标[5]。此外，在安装DCS控制系统阶段，工作人员务必要保证安装的便捷性，位置选择在火电厂脱硫脱硝施工现场附近比较适宜，而且要远离高危地点。需要注意的是，DCS控制系统不能处在强磁以及大电流设备之处，工作人员在调试DCS控制室时，建议将线路缆口及时封堵，保证控制室内部环境的整洁性。

3.2 DCS控制系统常见问题的解决

针对DCS控制系统进行调试，工作人员需要用到火焰检测器，其中最为关键的一项操作便是火焰保护投入。现阶段，火焰检测器和火电厂脱硫脱硝实际需求存在一些偏差，经常发生偷看与漏看的问题，降低了信号稳定性，有一些自动化设备还面临失效的问题。在火检之前，工作人员需要做好DCS控制系统的全方位筛查，按照项目运行现状及时调整检测器，以免发生偷看问题。与此同时，火焰检测器必须保证灵敏度，而且灵敏度和稳定效果关联十分密切，一旦发生偷看、漏看问题，将有很大概率出现燃油未燃烧便进入炉膛当中的现象。火焰检测器需要展开逻辑修改，改善控制功能。工作人员通过计算机程序对火焰检测器的运行状态进行合理控制，既可避免人为操作和判断造成失误，也有利于保障实际调试效果[6]。

当DCS控制系统开始调试之后，工作人员要对电源进行检查、排查，排查电源开关与模件状态、电源绝缘性等。针对电源的检查，工作人员应按照电源开关顺序进行，一旦发现了故障需要马上终止运行系统，总结故障原因并快速恢复供电，以免DCS控制系统模件发生破损。在针对相关问题进行处理过程中，工作人员必须先将模件的外布线断开，松开模件电源保险，将模件插入卡槽，建议应用万用表全方位筛查模件接地状况，保证不存在安全隐患后，处于无电状态情况下接入模件即可开始传动实验。计算机程序必须定期清理，工作人员应按照火电厂现场实际情况调整DCS控制系统，避免发生主机死机故障。

3.3 优化系统调试信号

DCS控制系统优化调试信号，工作人员可以采用加装隔离器这一方式，送风机主叶可落实机构信号，增加隔离器，使DCS控制系统和接地数据相同，控制延时时间在4 s左右，以免对MFT信号造成影响。另外，现场工作人员全方位检查设备状态，重点检查是否存在跳闸现象。

3.4 DCS控制系统设备选型

DCS系统的稳定运行离不开设备的支持，关于系统设备型号，一方面要按照机组运行工况做出选择，一般有过运行与使用经验的DCS控制系统往往可靠性更强，也可以为后续的维护、养护提供依据。另一方面，选择硬件设备时，工作人员必须保证硬件和系统运行需求一致。另外，对于DCS系统的控制，火电厂需要做好储存与运行操作，使DCS控制系统始终处在稳定运行状态。

3.5 其他故障的处理

火电厂脱硫脱硝现场调试DCS控制系统，可以及时对总线所有回路的周期性展开诊断。经过检查之后，如果发现存在异常，那么相关内容便会编译为具体的代码。在总线操作站处理之后，传输代码信息直接显示在CRT，了解故障所在位置。与此同时，利用CRT还可以及时掌握故障基本情况，工作人员利用机柜相关卡件，卡件上有发光二极管，检查显示状态便可确定异常状态故障信息。如果是插件外部存在故障，工作人员应该深度检查。建议使用故障定位法，如直接判断、替换对比、外部检查以及隔离法，均可解决插件外部故障。

如果在现场调试过程中发现DCS控制系统存在组态错误，那么测试期间便可直接对组态表格与数据一一核对，由工作人员修改数据，并校对组态点。在测试过程中，工作人员应该提前认识到可能会出现组态数据临时发生变化这一突发情况，建议调试之后快速恢复至最初状态。对于DCS控制系统的程序错误，应用软件均有特殊编程语言，而且软件设计环节通常完成了所有的程序编制工作，进行到现场调试阶段也无法完全避免程序编写失误。工作人员处理程序错误需要及时修改，而且在调试DCS控制系统过程中，严格检查程序，通过系统运行发现潜在故障。

4 结语

综上所述，使用DCS控制系统进行火电厂脱硫脱硝处理，可以发挥该系统的自动化作用，提高火电厂现场生产效率与准确性。控制系统需要在现场进行调试，只有工作人员掌握调试技术与经验，才能及时发现控制系统存在的故障，从而准确识别脱硫脱硝及其他环节潜在安全隐患，在保证火电厂安全生产的同时，提高DCS控制系统现场调试水平，经过持续性调试之后不断完善控制系统结构与功能。