提升电厂DCS系统可靠性与抗干扰性的措施

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摘 要：DCS系统在电厂中已经得到广泛的应用，其可靠性、抗干扰性能如何直接影响到电厂的安全生产和运行，提高DCS系统的稳定性日益受到工程设计人员和电厂维护人员的关注。文章对各种干扰源的产生、传播及对设备的影响等方面进行了简单的研究分析，并对如何抗干扰、提高DCS系统可靠性两个方面分别提出了几点措施，以提高DCS控制系统的可靠性和抗干扰性能力，保障装置安全、可靠运行。

关键词：电厂；DCS系统；可靠性；抗干扰性

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）09-0123-02

DCS控制系统在电厂的大范围推广，为电力生产的安全、经济运行作出了巨大贡献。尽可能提升电厂dcs系统的可靠性和抗干扰性对于保证机组的安全运行和降低生产成本尤为重要。

1 干扰源及一般分类

影响DCS系统的干扰源即造成干扰的因素和来源，大多产生在电流、电压剧烈变化的位置，电荷的剧烈移动产生了干扰源。干扰源一般分为外部干扰和内部干扰。

外部干扰分为空间辐射干扰和系统外引线干扰，其影响DCS系统有两种途径：一是通过直接对DCS内部辐射产生电路感应进行干扰，二是对DCS通信线路辐射产生感应产生干扰。

内部干扰是指由设备和系统的内在因素而产生的干扰，由DCS系统内部原器件及电路之间的电磁辐射引起，比较复杂，应用部门在选择DCS系统时要尽可能选择实践应用效果较好的厂家。

外部干扰和内部干扰大多是相关联的，一般干扰的形成都是由外部干扰、内部干扰以及两种干扰相互关联的结果。目前在我国电厂工业中DCS系统的干扰主要是外部干扰，特别是变频设备的大量使用对DCS系统干扰较严重。

2 提高电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰能力的

措施

提高电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰能力是一个系统的工程，首先要求制造厂家设计生产产品时就要具有较强的抗干扰能力，另外要求使用部门在工程的设计、安装和运行、维护中都要全面考虑，结合电厂具体情况进行综合设计，才能保障系统的可靠性。抑制电磁干扰有三个基本原则：对干扰源进行抑制，切断干扰的传播途径，提高系统的可靠性和抗干扰能力。

2.1 选择抗干扰能力强的产品，提高系统可靠性

在选择DCS设备时，要注意以下几个方面：

第一，要选择有较高抗干扰能力的产品，包括系统的电磁兼容性、抗外部干扰的能力，如是否采用浮地技术，看产品的隔离性能，隔离性能好的DCS系统，能够避免大功率设备间的相互影响；要仔细了解生产厂家给出的各种抗干扰指标，如系统的差模拟制比、共模拟制比、耐压能力、允许工作的磁场强度和功率。

第二，DCS控制系统硬件要有高可靠性，电子模件能热拔插，控制系统从结构上要采用冗余技术。

第三，考查该DCS系统在其它电厂应用于类似工作中的实践情况，优先考虑有良好运行业绩的控制系统，进口系统或国内知名的DCS控制系统。

2.2 安装时切断干扰途径，提高系统设计可靠性

第一，电源布置要规范。电源供电的稳定可靠性直接影响到信号的采集和通讯的传输。因此，一定要保证信号和通讯电源的变化均在规定的范围内。①DCS系统一般都有冗余供电，取两路不同UPS的电源来为整个DCS系统提供交流电源。DCS系统的电源冗余配置，能够保证在断一路电的情况下系统内功能模块正常运行，能够保证操作监视系统至少有一半设备能够正常工作。②测量DCS系统的220 V、24 V、5 V电源，并按要求调整在规定范围内。

第二，控制器合理分配。DCS系统的功能、构成相差不大，但控制器控制着总线上的信息交换速度，其分配是否合理影响着控制器的负荷。控制器多，则信号传输太多，系统太过分散，价格贵，且多个故障点。控制器少，控制器负荷太高，系统太集中，影响工作安全。所以设计时要尽量遵循一个控制器发生故障时影响的生产系统尽可能少的原则，对于主要控制器，要采用冗余配置，控制器的对数配置，应严格遵循机组重要保护和控制分开配置的独立性原则，控制器负荷配置要均匀，一般来说控制器的负荷不能超过50%。

第三，系统接地和电缆敷设严格要求。①接地是提高DCS系统设备抗干扰性的有效手段，在某电厂安装调试完成正常运行几个月后，在冬季突然发生现场设备正常运行，但操作员站和工程师站信号丢失，十几秒后恢复正常。经检查网线、交换机、通讯卡件等均检测不出问题，几天后又出现同样故障；最终检测出系统接地在冬季不符合要求，增加接地极降低接地电阻后故障排除。②电缆要严格按照分层布置原则，强弱电走向分开，互不干扰，屏蔽线要可靠接地。在某电厂调试过程中一温度信号在运行过程中出现突然升高或降低超过10 ℃的情况，其原因是热电偶的信号线与某台变频电机动力线敷设距离不符合要求，当电机开启时干扰导致温度显示突然降低。

2.3 运行时进行抗干扰维护，提高系统异常处理的可靠性

第一，要对系统进行除尘降温。一般电子产品都怕高温，高温会导致一系列问题，如元器件工作异常、过热烧毁、机器死机等。灰尘则会造成部件的卡涩和磨损，元器件则容易发生短路和产生高温。①要控制室内温度，注意通风，必要时可以装空调；②机柜电缆及时封口，防止外界和屋顶的灰尘流入；③定期对模件进行清灰，以防清灰时静电、拔插等对模件造成损伤。

第二，认真做好日检工作，防患于未然。DCS系统大部分的异常是可以预防的。如果及时发现冗余模件故障并进行处理，就可以避免工作模件发生故障，从而避免了较大范围异常的发生。如果能够及时处理服务器上垃圾文件，就能避免监视系统反应慢的问题等。这些问题在实际的工作中，都会让我们付出沉痛的代价，因而要重视每天的DCS系统检查工作。一般不同厂家的DCS系统都有自己的诊断系统，我们可以通过诊断系统开来检查系统内服务器和功能模件的工作状态，如指示灯、电源、总线、监视和控制系统等设备的运行情况，及时地发现和解决问题。

第三，在机组停机大修时，全面、彻底做好设备维护工作。在机组停机大修时，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。

3 结 语

本文针对DCS控制系统的特点，对可能影响控制系统安全运行的因素进行了分析，并对如何提高DCS系统的抗干扰能力和可靠性进行了分析，DCS控制系统的抗干扰能力和可靠性直接影响到电力企业的安全生产和经济运行，有助于机组的安全、可靠、稳定、高效运行，同时也能够降低企业电力运营成本，节能增效。提高DCS系统运行的可靠性及抗干扰能力要求理论和实践密切相结合，需要电厂广大技术人员努力钻研实践，不断提高电厂的自动化控制水平。

参考文献：

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[3] 肖敦哲.电厂DCS控制系统的可靠性和抗干扰性探讨[J].理论与探讨，2012，（10）.