电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性研究

电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性研究

裴勇评

(丹东金山热电有限公司118000)

摘要：文章分析电厂DCS控制系统的可靠性及其干扰源的形成，对影响DCS控制系统运行可靠性的因素进行介绍，并提出了提高电厂DCS系统运行可靠性的几点措施，以供参考。

关键词：电厂；DCS控制系统；可靠性；抗干扰性

1引言

目前在我国的电厂中已经普及DCS控制系统的应用，而且随着相关技术的发展使得DCS控制系统的功能更加多元化，结构也越来越复杂，在提高电厂系统工作效率和可控性的同时，也增加了复杂结构出现可靠性较低以及抗干扰性不足等问题，从而增加其故障概率而影响其运行的稳定性，这就需要在对影响DCS控制系统可靠性的因素以及干扰源进行分析的基础上，寻找可以提高电厂DCS控制系统运行可靠性和稳定性的有效措施。

2DCS控制系统的可靠性及干扰的形成

2.1DCS控制系统的可靠性

目前我国社会的用电负荷不断增加，给电力企业带来较大的压力，而DCS系统的应用则大大提高了电厂的生产和系统运行效率，此系统也成为确保电厂系统安全和稳定运行的重要部分。所以DCS系统自身运行状况的稳定与否直接对电力系统的可靠性造成直接的影响，并且会其运行的安全性造成影响，且制约其自动化水平的提高。

2.2干扰源

想要研究电厂DCS控制系统运行的可靠性，就需要对影响其运行可靠性的干扰因素进行分析，而此系统运行中的干扰源则主要分为内部干扰和外部干扰两部分，对于前者来说其主要是由于DCS系统及其相关设备的内部出现了问题，主要表现在其内部元器件和产生与电路上的电磁辐射等，所以其形成原因较为复杂。而后者则主要有系统之外的引线干扰和空间内的辐射干扰两种形式，前者主要是通过通信线路进行干扰，后者则主要是通过电路感应引发的干扰的问题。在实际的DCS系统运行中，产生的干扰并不是只有上述两种干扰中的一种，而且由于二者相互作用而共同形成了最终的干扰，其中变频器的大量使用就是造成干扰的重要原因之一。

3DCS控制系统稳定性的影响因素分析

3.1软件的影响

目前在我国电厂中DCS系统应用逐渐普及并且不断发展和成熟的过程中，由于其硬件发展较快而使得目前的软件开发和应用具有一定的滞后性，而且由于对软件升级的控制和把握不够准确则容易导致对其系统的安全运行造成影响，导致安全隐患的出现，并主要表现在爱控制器的程序功能不够完善、控制模块输出与正常水平存在较大的偏差、功能模块出现异常以及历史数据存在丢失的问题等。此外软件方面的问题还会导致DCS与电厂中其他系统之间进行连接时出现不稳定的问题，这也是影响其运行可靠性的原因之一。

3.2硬件的影响

系统硬件对其可靠性的影响主要表现在以下几个方面：一是控制卡件的抗干扰能力的影响。这主要是由于在此系统中控制卡件的接地方式为浮空式的方式，这就使得其在电源与大地连接之后会对执行器的信号起到恢复作用，但是由于执行器的信号进行传输时的形式为二线制的形式，所以容易在存在静电集聚之后出现电磁干扰问题而对系统可靠性造成影响。二是由于DCS控制器功能配置不合理。系统控制器的处理能力是确保系统运行可靠性的重要因素，如果其数量不够就会出现控制功能危险集中的现象，需要对其进行优化配置或者增加控制器数量来解决。三是外部环境对硬件的影响。这主要是由于系统硬件如电子元件和集成电路容易受到外界环境中温度的影响而造成运行可靠性的下降，或者是在外界环境中湿度较低时产生静电问题，以及空气中含有较多的灰尘会对磁盘的高速运转产生损伤而导致出现短路问题，这些问题都会对系统运行的可靠性造成影响。

4提高电厂DCS控制系统稳定性的有效措施

4.1合理选择设备

正是由于DCS系统中的硬件设备数量较多且对系统整体的抗干扰能力具有重要作用，所以在设备选择和采购时应该选择具有较高性能和抗干扰能力，并且具有较高的兼容电磁新功能和隔离性能的设备，同时在其硬件部分同时使用数量较多的大功率设备时，还要对这些设备之间存在的相互干扰的问题进行预防，并且在采购之后安装完成并进行正是投入运行之前，需要根据出厂时标注的指标进行模拟实验和测试。此外，还要对设备电子模件的能热插拔情况采用冗余技术进行监测，尽量增加投资选择具有较高质量和较好口碑的设备。

4.2进行抗干扰系统的安装

一是电源抗干扰能力的提升，电源是确保系统正常运行的前提，所以对于电源应该采用备用电源来防止受到干扰之后而出现断电的现象。二是对于控制器来说，其主要起到对总线上的信息交换速度进行控制的作用，所以在进行控制器设置时应该严格遵循其发生故障时会对系统产生的影响尽可能小的原则进行设置，也要按照冗余原则进行对数配置，还要将机组重要保护和控制进行分开配置并保持其独立性，确保控制器符合配置的均匀性，保证其负荷尽量不超过50%。三是严格要求系统接地和电缆敷设的质量，接地是确保以及提高电厂DCS系统运行可靠性的有效手段，不仅要按照要求对其进行设置，还要按照分层布置的原则对电缆进行敷设，将强弱电进行分开来避免相互之间的干扰，且对屏蔽线进行可靠接地。

4.3加强抗干扰维护工作

抗干扰维护工作主要有以下几个方面的内容：一是对系统进行必要的除尘和降温工作。这主要是由于电子元件通常在高温条件会到出现异常、过热烧毁以及死机等问题，而灰尘则会导致其中的精密元件出现磨损问题而出现短路和高温问题，所以首先需要对设备运行环境中的温度进行监测，采用空调等减温措施来对温度进行控制，并对机柜电缆等进行封口处理，确保其密封性来防止外界灰尘的进入。二是加强日常检查工作。主要是加强日常检查中对冗余模件故障、监视系统反应速度、系统中的垃圾文件、以及系统内服务器好功能模件的工作状态等进行日常检查和故障隐患的及时处理，防患于未然。三是利用好停机大修机会进行设备的全面检修和维护，主要是做好系统卫生清扫、电源线检查、系统地线检查、冗余试验、通讯环网分段测试、软件备份和系统垃圾清理、UPS测试、螺丝紧固等工作。

5结语

正是由于电厂DCS控制系统运行的可靠性对电厂系统乃至整个电力系统的可靠运行都有着重要作用，所以在对干扰源以及影响DCS系统运行可靠性的因素进行分析之后，提出了要对DCS系统设备进行合理选择、安装抗干扰系统以及加强抗干扰维护工作等措施和建议，切实提高电厂DCS系统运行的稳定性并降低运行成本，提高电厂运行的经济效益。

参考文献：

[1]王晓阳.电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性探讨[J].信息化建设,2016(9).

[2]葛铮.电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性研究[J].中国科技纵横,2016(9).