DCS系统电力工程论文

DCS系统电力工程论文（精选8篇）

DCS系统电力工程论文 篇1

1.DCS配置及控制方式探讨

1.1DCS配置

如图1.DCS控制系统及图2.ISA总线所示，网络节点的分布上，遵循节点间点对点通讯相对独立的原则：从结构上讲，DCS在结构上采用双网冗余结构,形成冗余容错网，解决了传输设备产生故障后所引发的网络连接问题，从而提高了网络的可靠性能

同时，DCS的传输介质是光纤，因而能够在更大的程度上解决有关通讯电缆的抗电磁干扰性差方面存在弊端，从而在远程控制器之间实现通讯创造实现的条件。此外，通过将相关的冗余DPU连接在同一交换机上以实时点对点的数据跟踪和拷贝，各个冗余DPU在交换机上直接转发也就实现了主干网网络负荷的减轻。这样在电气系统进入DCS时具有如下特点：首先，信息集中得以实现。虽然有关分散控制系统的构成由不同厂商设备所组成，在实现信息集中方面存在弊端，但是只要处理得当，就可以实现通讯问题的良好解决;其次，发挥了专门控制装置的优势，促进系统的总体构成合理、实用经济等条件的达成，从而促使控制装置可靠性的发挥;再次，界面清晰的电气控制。由于电气控制的界面比较清晰，对于传统的专业化系统的调试、维护以及检修等功能的实现十分有利。

1.2控制方式探讨

DCS实现电气控制的基本原则是：充分应用原有的专用微机数字化装置来实现电气控制的核心功能;同时在功能上，保证这些控制系统自成安全独立运行，即使脱离DCS也能在无需外部干扰的情况下，实现电气系统安全运行。在控制方式方面，由于控制逻辑关系比较简单，因而使用PLC能够提升数据通讯的性价比。这种控制方在目前DCS所能够达成的功能中，诸多厂家的DCS具有了与其功能相对应的模件，虽然经济实惠，但是可靠性大大的降低了，因此，针对这种控制方式，可以采取人为设置内部的运算速度、使用冗余方式配置控制系统;其次是在新建的工程中，对于尚未完善前的DCS系统，通过PLC的面板操作键盘或者随机带的编辑器实现临时操作控制对象的目的。我们以机组自启停控制系统为例子来阐述，首先，在机组启动之前，要对电气系统在内的整个机组的启动条件进行统一的、综合的检查。当汽轮机的转速接近额定转速时，就应及时的启动励磁系统;其次，一定负荷时，由运行人员进行干预实现厂用电之间的切换;再次，停机时，由汽轮机的停机主控回路发出停机的相应指令，关闭电气系统。

2.火电厂电气系统纳入DCS的必要性分析

随着我国电力系统的努力与发展，电气二次专业逐渐形成了一套严密的技术与管理模式。当前，火电厂电气专业自动化技术在全国范围内的推广，促使在电气专业管理方面积累了丰富的制造、设计、运行及维护的经验。而火电厂电气专业自动化管理水平的提高，很大程度上来自于计算机及网络技术的推广与应用。但是从设计、制造及专业技术管理上来讲，由于火电厂的电气二次专业和热控专业在我国电力系统中一直是相互独立的，导致火电厂的电气专业在计算机和网络技术的应用上呈现出了明显的滞后局面。为缩小与国外电气专业发展差距，。近年来，国内为此进行了许多有益的探索和尝试，并取得了有关大型计算机分散式控制系统(DCS)在电气专业中应用的经验。同时，计算机数字网络技术的发展，为DCS在火电厂电气专业中的应用创造了有利的发展环境。首先，由于DCS具有很高的可靠性，对于硬接线、按钮等造成的故障，能够起到很好的规避效果，同时还省去了大量操作终端;其次，内部构成的联系逻辑，能够实现配置冗余等形式的制系统替代原有固态逻辑与继电器模式的目的，实现误操作可能性的降低，进而提高了火电控制的可靠性;最后，由于电气的运作、监控均被囊括在DCS中，实现运行人员在任意的DCS的终端(CRT)上，实现对电气系统的整个机组的干预与控制，达到了运行监控的真正集控运行能力。因此，为提高火电厂电气专业的DCS系统管理的水平，以实现整个火电厂的自动化与综合化，就应采用现代化工具和手段实现高水平完善的监控，从而实现电气系统对整个机、炉、电机组的综合自动化以及厂级运行管理目标的达成与实现。

3.DCS引入电气控制系统的现状及应关注的问题探究

3.1DCS引入电气控制系统的现状分析

当前，在火电厂的电气专业实现DCS系统的完全纳入是比较困难的，必须使各级人员采取慎之又慎的态度才能够实现DCS的完全纳入，究其原因，主要有以下几方面：首先，目前电气控制设备及自动装置基本都实现微机化，DCS不能与这些设备实现通信、数据共享，也就导致DCS在电厂中的应用还缺少足够的实践经验，尚未取得成熟的运行经验，也就导致DCS被限制在试点工程上采用;其次，专业人员在DCS应用系统方面的知识尚不丰富。在生产与设计单位，由于电气与热工人员之间存在专业知识渗透不足，导致电气人员对DCS的了解程度不够;再次，传统的电气控制观念难以打破。电气专业自身所具有的安全性高、可靠性要求高的特点，导致电气专业的运作中必须具有较为严格的保护措施，因此，DCS在电气专业中的应用就受到了来自传统观念的强烈抵制。最后，主控室到设备之间需铺设大量电缆，施工工作量大、改造周期长、费用高。不能实现对保护测控装置的智能化管理，也大大减少了监控的信息量的`采集，DCS系统不能实现对电气量(尤其是交流)的故障录波，无法对故障及异常运行进行深入分析和处理。

3.2DCS引入电气控制系统需要关注的问题探究

3.2.1系统设备之间的配合问题

在传统的DCS设计中，有关其自身的容量、规模、结构设计以及与DCS厂家的技术联络均是由热控专业完成。在这些工作方面，电气专业由于与热控专业之间的交流与配合较少，对于DCS系统全面引进电气专业的效率产生了深刻的影响。因此，为提高DCS系统在电气专业的使用，首先，由电气专业对变送器的状态、清单以及明细进行设计，此后热控专业依据所列变送器的明细实现分配;在此过程中，由于电气专业性很强的功能，有关机组综合控制的电气控制功能、逻辑功能设计在DCS中有关位置的分配等问题，必须要由热控专业与电气专业的共同配合才能完成;其次，电气专业还应与就相关的技术等问题与DCS的生产厂家之间进行及时的交流与谈判，对于DCS对电气系统的特殊化要求进行深入的了解，从而实现厂家在有关DCS生产的硬件制作、系统功能及硬件配置等方面给与特定的关注。3.2.2时钟控制配置依据上面DCS系统的原理图可知，整个机组的控制装置是由若干独立的微处理机和DCS构成的。在各种独立的微处理机中，各独立装置均具有自己的时钟控制。也就是说，为实现DCS与电气专业的有机配合，就应关注有关时钟控制的配置问题。但是在现实的工作中，不少装置并未在设计时将独立装置的时钟问题与外界进行配合，也就没有制定相应的对接方法，造成DCS系统中带时标的信息产生紊乱，进而影响到整个电气专业的管理质量。

3.2.3电气装置功能的分配

首先，由于火电厂的热工专业与电气专业功能各异，在使用DCS进行电气控制功能的分配问题时，应就这一特点进行不同的设置。电气专业系统由于参数设置、控制逻辑的及固定的东西较多，调试合适后重复的工作少，但是很长时间就不容许系统退出;但是热工控制的逻辑和设计参数变化的东西多，重复工作多，有关功能及整定参数的修改都需要由工程师站对过程控制站进行代码的传输。由上述热工专业与电气专业所具有的特点可以看出，同一过程站中若电气控制与热工控制项目同时存在，那么对于热控项目或是项目参数的修改都存在导致电气系统误动问题的产生。有上述分析可知，实现DCS在电气控制功能过程站的分配，就应对上述问题给与充分的关注。其次，对于新建工程的首台机组，在过程站分配时考虑临时投入厂用电的控制、保护，以便提前局部带电促使厂用电授电遭遇DCS的复原、带电。

3.2.4DCS系统的调试

DCS系统电力工程论文 篇2

一、系统介绍

DCS系统采用MACS系统, 实现机、炉、电一体化微机监控。控制站按生产工艺系统划分, 共为3个I/O站:10#站为锅炉系统;11#站为汽机系统;12#站为电气系统。

二、功能特点

系统软件平台采用Windows NT4.0操作系统中文版, 控制系统为和利时Smart Pro V2.0系统。系统各个工作站采用相同的主控单元FM811, 同类型的I/O点采用相同的I/O模件。操作员站、工程师站采用相同的硬件配置及软件平台。各子系统的应用功能均用同一种图形组态工具实现。

系统管理网络SNET采用并行冗余100M总线结构的以太网, 控制级网络 (现场总线级网络FBUS) 采用标准EN10570的现场总线PROFIBUS-DP/PA现场总线。采用CLIENT/SERVER (客户/服务器) 结构, 所有的数据管理和处理均由系统服务器完成, 使系统内部各项数据更加准确, 并确保一致性。每个客户机申请的数据被打包后快速的、有效的传递, 大幅度降低通讯负荷, 同时使系统的各项任务分配更加合理。

主控单元、系统服务器、网络现场控制站的主控单元上的以太网卡、现场控制站内的24V系统电源、48V现场电源均以热备份方式冗余配置, 在出现故障时能够自动无扰切换, 并保证不会丢失数据。

该系统的I/O模块、主控单元、网络运行具有状态实时监测、自诊断与故障报警功能。I/O模块、主控单元上固化了相应的软件。I/O模块采用光电隔离且均支持带电热插拔。模件具有看门狗定时器电路, 可使模块在异常情况下自动复位。

在现场控制站硬件设计中采用大量的先进技术, 模块采用低功耗元器件, 降低整体的热损耗, 同时在机柜中设计了通畅的风道。

三、升级前存在的问题

在升级改造前, 整套系统运行已7年, 系统稳定性差, 控制站故障高, 经常出现卡件通讯不畅、不能正常工作;6台FM811主控单元厂家已停产, 没有配件, 经常出现小故障;操作员站6台主机已经到服务年限, 容易出现死机、通讯不畅等现象;主要配件也已停产。

四、升级方案及实施过程

1. 经过技术分析, 将DCS系统升级, 采用原厂家系统, 保留原有的I/O站, 及原有模块;

将6台主控单元FM811升级为新产品FM801;6台操作员站DELL奔四工控机升级为HP双核工控机;操作系统由Windows NT升级为Windows XP;系统软件由Smart Pro V2.0系统升级为Smart Pro3.1.3;两台交换机换为性能更好的3COM交换机;网线更换为机压网线。这种升级方案投资少, 工期短, 原操作界面不变, 运行人员熟悉, 并能解决出现的通讯不畅、死机等现象, 保证DCS系统的安全、稳定运行。

2. 演马电力公司中修期间, 对DCS系统升级, 升级前期对DCS控制系统工程在厂家进行在Smart Pro3.

1.3平台下测试, 测试结果稳定正常。改造共分为以下几步实施: (1) 对机压网线进行布线, 改造机柜内部电源线路, 安装机笼。 (2) 6台主控单元布线安装。 (3) 6台操作员站主机软件安装、参数设置。 (4) 将备份的工程进行导入工程师站, 做好安全措施, 下装调试6台主控单元下层程序。启动主服务器, 调试人机界面程序。 (5) 进行主控单元掉电试验、主从切换试验, 主、从服务器切换、掉电试验。 (6) 进行模拟量输入、输出试验, 开关量输入、输出试验, 连锁试验。 (7) 机组运行后48小时运行正常。

五、升级过程中出现的问题及处理

在升级过程中出现了汽机循环泵联锁程序差错, 投入1#泵阀联锁后2#泵出口蝶阀自动开, 经检查是升级后原函数定义发生变化造成, 经修改新的函数后, 程序正常。

升级后, 出现了电气画面中的励磁电流及定子线圈温度有时出现无数据, 显示##.com;主、从服器人机界面无数据;及多台人机界面无数据现象。分析认为, 可能是系统软件升级至Smart Pro3.1.3, 但人机界面模版是2.0版本, 未升级至3.0模版造成的。经过升级后运行正常, 未再出现无数据现象。

六、效果

1. 升级设备性能稳定可靠、故障率低, 与原有设备完全兼容。

2. 操作员界面优越性显著, 功能得到拓展。

3. 通讯速率大为提高, 通讯模件采用了冗余配置。

4. 工程师工作站工作环境简化, 功能齐全, 系统维护方便。

5. 扩展了DCS系统的控制范围, 提高了机组的集控水平, 降低了维护费用。

6. 解决了原系统死机、卡件通讯不畅的问题, 消除了系统老化带来的不安全因素, 提高了系统的可靠性。

浅谈DCS自动控制系统的调试 篇3

【关键词】D C S、调试、方法、故障诊断、处理

【中图分类号】 C931.9【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158（2013）07-0051-01

前言

分散控制系统DCS是以微处理机为基础，集先进的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术于一体的控制系统。主要通过操作站对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理，通过控制站对工艺过程各部分进行分散控制。 其功能特点是：通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。不同的集散控制系统所实现的功能和调试方法也不尽相同，但总的内容与步骤大致相同。

一、DCS系统调试前进行检查

系统调试前的检查是为了保证开机顺利、可靠。通常集散系统不经检查是不允许送电和不允许开机的，而且在每次送电和每次开机前，都应进行必要的检查。

检查的主要内容如下：（1）检查主控室和现场控制站的空气温度、湿度、室内照度是否达到使用条件。为此要检查空调系统、照明系统和空气净化系统的运行是否正常，是否符合要求，有一项不合格，就不具备开机条件。若停机时间不长，而且不是因为环境问题停机，可以适当放松，只要环境的温度、湿度和净化度在控制范围之内即可。（2）导线绝缘电阻的检查，此项检查可以作为抽查项目。每个回路都有超载保护，可以抽查几个回路。检查方法是把导线和设备断开，用兆欧表测绝缘电阻。具体要求是：信号线路绝缘 ≥2MΩ，补偿导线之间的绝缘电阻≥0.5MΩ，系统电源带电部分与外壳的绝缘≥5MΩ。（3）供电检查分为两个步骤：：第一是装置的供电系统检查，包括UPS的检查和24VDC供电柜的检查；第二是供电电源的检查，包括熔断管容量的检查和负载性能的测试。

二、调试的主要方法

1、系统调试的覆盖方法

1）硬件调试项目覆盖。把硬件分类，制定调试表格，将具体的检验项目的正确状态、数据和允许误差填好。测试时按表格检查，注意记录。

2）软件调试覆盖。其实软件已经过厂家的出场调试，现场调试的主要工作是检查使用系统软件，对相应软件进行结构性测试和功能性测试。

3）单回路调试。根据回路接线图，将输入、输出信号按模拟量、数字量等类型分类，并按其范围和特点分组，排出调试顺序。无论一个回路的调试分几部分完成，每完成一部分即用色笔在回路图对已经调试的线路和单元做好标记，同时要做好相应的数据记录。

4）联锁回路调试覆盖。利用设计提供的信号联锁逻辑图或将线路图整理为逻辑测试图，对联锁系统进行逻辑功能调试。重点为测试前核对逻辑图。逻辑“1”和“0”的条件结果需双重测试。不能遗漏设计需要的逻辑功能，也不能出现多的逻辑功能。

5）程序控制系统调试覆盖。按程序表逐步测试，对每一步的进行条件、各元件状态、程序时间全面检查、试验。

2、系统调试的模拟方法

系统调试中采用综合模拟方法。采用这种方法的目的是在系统投入生产过程以前完整、真实的模拟过程参数，进行系统状态调试。

1）输入信号模拟。在系统中模拟输入过程变量相应的信号，使用0.05级数字万用表和数字式压力表做标准表，保证精度上的要求。

2）输出负载模拟。冷态调试时，现场负载不接入。对模拟量输出负载，可在控制室内有关盘中输出输入端子上接入与负载相当的小功率电阻，使其在屏幕上正常显示。当数字输出信号的负载需要时，可用信号灯模拟。热态调试前拆除模拟负载。

3）系统模拟。系统模拟主要使用在重要且复杂的联锁系统，采用冷态调试。制作模拟板，数字信号用开关和信号灯模拟，模拟量信号可由简易电子元件线路产生。

4）故障模拟。故障模拟的主要目的是为了检查计算机系统对故障的检测诊断和冗余功能。送入越限信号，故障信号，测试操作站的显示状态。用切断电源、切断负载、拔出插件（卡）、人为调整和加临时跨接线等方法模拟故障状态，测试操作站对相应故障的检测诊断和冗余功能。

三、调试人机对话

利用DCS操作站等人机接口的功能，如各单元插卡的发光二极管显示，以及现场的显示操作部分等，或必要时在端子上插入临时的人机接口，提高系统调试的速度、效率和准确性。其要点是：数据通道按三级优先权通讯。对不同的功能画面，扫描周期不同。注意调试中相应等待、监视、延时，不要急与对话。延时也包括调节单元的滞后，如向调节阀发送改变输出信号后，需等待阀的动作时间。

四、DCS系统现场调试中的故障诊断与处理

DCS系统尽管有很多优越性，给现场安装，调试及系统运行带来了很多方便，然而要保证控制系统输入输出点顺利开通，所有回路、联锁及报警系统安全、正确、可靠地投入运行，仍然必须注意现场安装，调试的高质量与高效率，及时排除隐患。根据以往的经验，在施工过程中要注意以下几个方面的问题，并采取相应的措施。

1、常见的硬件故障及软件故障

常见的硬件故障有：（1）系统插卡和元件故障。（2）线路故障。（3）电源故障。

软件方面的故障有：（1）程序错误。（2）组态错误。

2、故障测试的基本途径

现场调试主要包括三部分：硬件调试、软件调试和系统调试。硬件调试和软件调试也可以和现场安装后对DCS系统的设备检验工作一起进行。系统调试是安装后投运前对软件、硬件的综合性的最终检查。可以充分利用制造厂提供的故障检查流程图和故障诊断表。

3、故障的位置及处理

（1）DCS系统能及时对挂在总线上的各回路进行周期诊断，通过检查如发现异常现象，其内容就被编译成代码，经由总线的操作站传递信息，从而在CRT上显示和报告故障发生的位置。通过CRT了解故障情况后，应进一步通过机柜的有关卡件上的发光二极管的显示状态查询不正常状态的故障内容。插件外部的故障则要逐步检查分析。

（2）常见的故障定位方法：根据故障现象、范围、特点以及故障发生的记录，直接分析，判断产生的原因和故障的部位，查出故障。对一些明显的有外表特征的故障，通过外观检查，判断故障部位，如插头松动、断线、碰线、短路、元件发热烧坏、虚焊等等。有的故障是暂时性的，可以通过人为的摇动，敲击来发现。对怀疑有问题的故障部件，用备件或同样的卡件进行替换，或相互比较。注意替换以前要分析排除一些危害故障，如电源异常，负载短路等引起的元件损坏的故障，若不先行排除这些故障则替换后可能会继续损坏元件。当故障范围不明时，可对故障相关的部件、线路进行分段，逐段分析检查。将某些部件或线路暂时断开，观察故障现象变化情况，逐步缩小故障范围，以确定故障部位。

测试中若发现组态错误，可以核对组态表格和组态数据。对组态的修改要有专人负责。对于组态点，在调试过程中要逐一核对。对调试中的某些信号，有时还需要临时改变组态数据，以方便调试回路，调试完后应恢复原来的状态。

应用软件的编制一般在设计阶段已经完成，因而在现场调试时难免会有一些程序上的修改，包括程序编写错误和控制上的变化修改。每套系统都有特定的编程语言，在调试中可以对程序进行检查和运行。

在系统调试中如故障无法进行在线诊断，可进行离线诊断。操作站的离线诊断主要是利用专用设备进行调试，检查有关功能。

结束语

系统调试是DCS投运的重要环节，根据工作经验，总结出DCS在系统调试中的一些方法和步骤，只有把DCS系统调试好，才能保证DCS的顺利投运。

参考文献

DCS系统防病毒防范措施 篇4

1、热工人员应分级授权使用工程师工作站、操作员站等人机接口。

2、严禁在DCS系统中使用非DCS软件。

3、严禁非授权人员使用工程师站和操作员站电脑人机接口。

4、运行操作员站电脑盘柜门锁门，钥匙由专人保管。（值长保管）

5、运行操作员站电脑外接USB口进行禁用。

6、在易受攻击破坏的系统上安装正版防毒杀毒软件，并保证其实时监控并定期对系统杀毒软件病毒库进行升级。

7、严禁在系统操作电脑上使用移动存储设备。（包括手机、优盘、移动硬盘等）

8、对系统内用户名和密码进行专人专管，并注意提高密码可靠性。

9、系统管理员定期为系统做好备份，备份应与现系统保持一致，且至少有两套备份；系统管理员在使用外存储设备之前，必须对外存储设备进行查杀毒工作（外存储设备为DCS系统专用的）。

10、在网络各节点主机中加装防火墙软件。

11、系统管理员应关注系统软件的升级补丁，及时完成升级工作以提高系统运行的稳定性和可靠性。

检修部热工专业

DCS系统电力工程论文 篇5

故障应急处置预案

发布：2013年1月3日 实施：2013年1月3日

1.总则 1.1编制目的：

为防止分散控制系统（DCS）与汽轮机数字式电液控制系统（DEH）故障导致事故扩大，避免由于DCS与DEH系统故障导致设备损坏事件的发生，特制定本预案。

1.2编制依据：

根据《中华人民共和国突发事件应对法》、国家安监总局《生产经营单位生产事故应急预案编制导则》、《危险化学品事故应急救援预案编制导则》和上级相关要求，又依据《火力发电厂（热工控制系统）设计技术规程》、《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》、《火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定》等结合《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》编写本预案。1.3适用范围

本应急预案适用于热电公司热电三车间分散控制系统（DCS）与汽轮机数字式电液控制系统（DEH）故障事件的应对工作。1.4应急基本处置原则

分散控制系统（DCS）与汽轮机数字式电液控制系统（DEH）故障：指分散控制系统（DCS）与汽轮机数字式电液控制系统（DEH）硬件、软件以及系统出现故障导致锅炉、汽轮发电机组本体设备、辅助设备、其他相关系统及设备的控制故障，造成设备被迫停止运行，对机组运行及设备健康状况构成严重威胁的事件。1.4.1当出现重要辅机控制异常，DEH控制异常、局部区域信号异常、部分主/重要运行参数失去控制或其显示不能真实反映实际工况等分散控制系统部分失灵情况时，由值长按照规程，通过运行方式的调整、现场操作等可以利用的一切手段，尽可能使机组运行稳定、设备处于安全状态。当部分操作员站出现故障时，应由可用操作员站继续承担机组监控任务（此时应停止重大操作），同时迅速联系热工检修人员排除故障。

1.4.2当分散控制系统故障导致机组跳闸以及全部操作员站出现故障时（所有上位机“黑屏”或“死机”），值长立即安排运行人员去就地监视给水泵和除氧器运行情况，并将给除氧器上水调节门打至就地操作或手摇执行器进行调整，保证汽包水位正常；，同时派人到汽包就地监视汽包水位，并通过双色水位计和电接点水位计密切监视汽包水位。同时迅速联系热工检修人员排除故障并恢复操作员站运行方式，由值长按照规程布置处理，并立即检查故障原因，尽快排除。1.4.3当分散控制系统失灵，运行人员不能通过操作员站对运行设备进行控制，必须通过硬手操设备立即停机，防止事故扩大，避免设备损坏事件的发生。1.4.4当DCS系统失电，DEH失电造成汽轮机跳闸时，应按汽轮机跳闸处理。并做好事故预想，立即联系热控和电气检修人员处理。FSSS失电后MFT保护应及时动作，否则应手动停机停炉。若手动MFT按钮无效，则应立即采取同时停止给煤机电源措施，同时关闭进油速断阀、回油再循环阀。DCS辅机控制系统失电后，运行人员尽量稳定机组运行，加强监视，立即联系检修处理，不能维持运行时（运行设备跳闸，备用设备无法启动），应采取紧急停止机组运行的措施。2.危险分析

2.1主要危险源、危险目标分析

2.1.1 DCS与DEH系统全部失电或部分失电。2.1.1.1 DCS与DEH系统全部失电或部分失电现象。

2.1.1.1.1 DCS与DEH系统全部失电将导致系统所有控制器停止工作，网络中断，操作员站停机，同时停机、停炉，机组甩负荷；

2.1.1.1.2 DCS与DEH系统部分失电将导致部分控制器停止工作，影响相关控制设备工作，或部分操作员站停机，影响运行人员操作； 2.1.1.2 DCS与DEH系统全部失电或部分失电原因。

2.1.1.2.1 系统内供电线路部分发生短路造成电源开关跳闸； 2.1.1.2.2 误拉DCS与DEH系统电源开关； 2.1.1.2.3 厂用电失去，电源切换装置失灵；

2.1.1.2.4 电缆沟进入水蒸汽，导致机柜进汽需引起柜内设备损坏； 2.1.1.3 应采取的预防技术措施。

2.1.1.3.1 点检、维护人员定期检查电源柜的电源指示灯，看电源系统是否工作正常；

2.1.1.3.2 点检、维护人员定期检查热控电源总柜快切装置是否工作在自动状态（AUTO指示灯亮），如不在自动状态，则应迅速切换回自动状态，做好记录并调查原因。2.1.1.3.3 点检、维护人员定期检查机柜风扇是否运转正常，机柜散热是否良好；维护人员定期清理机柜滤网，并做好记录。

2.1.1.3.4 每次A、B、C级检修后，维护人员对机柜内灰尘进行1次彻底清理； 每次检修时进行1 次电源切换试验。

2.1.1.3.5 运行人员每班要对电缆夹层、电缆沟进行巡检，尤其是对DCS远程站的电缆沟要加强巡检，发现有水蒸汽泄漏入电缆夹层、电缆沟时要及时查找泄漏点，隔离漏汽的系统，并迅速通知检修人员对漏点进行处理。2.1.2 DCS与DEH系统通讯故障 2.1.2.1 DCS与DEH系统通讯故障现象。

2.1.1.1.1 DCS与DEH系统通讯故障时，可能出现操作员站不能操作，其数据不能刷新，控制器之间数据不能交换，严重影响机组安全运行。2.1.2.2 DCS与DEH系统通讯故障原因。2.1.2.2.1 系统网络负荷过高，造成通信堵塞；

2.1.2.2.2 通信模件发生故障，网络交换机故障或通信网络接口接触不牢。2.1.2.3、应采取的预防技术措施。

2.1.2.3.1 维护人员定期检查通信模件（DP），保证通信模件（DP）正常工作； 定期检查网络交换机各指示灯是否正常，通信网络接口的接头是否有松动或接触不牢现象并处理。

2.1.2.3.2 点检、维护人员定期检查控制器、数据总线的负荷率，负荷率小于20%。

2.1.3 DCS与DEH系统控制器故障。2.1.3.1 DCS与DEH系统控制器故障现象。

2.1.3.1.1 单个控制器故障不会影响机组运行，当一对冗余控制器发生故障时影响相关控制设备工作。

2.1.3.2 DCS与DEH系统控制器故障原因。2.1.3.2.1 控制器组态丢失或组态不正确； 2.1.3.2.2 控制器电源故障；

2.1.3.2.3 控制器上一级网络故障，控制器下一级网络故障； 2.1.3.2.4 控制器死机； 2.1.3.2.5 控制器感染病毒； 2.1.3.2.6 控制器运行非法指令； 2.1.3.2.7 控制器内部元件损坏； 2.1.3.3 应采取的预防技术措施。

2.1.3.3.1 维护人员定期对控制器进行容错能力测试，人为退出正在运行的主控制器，备用副控制器应无扰自动投入工作，在切换过程中，控制器不得出错或出现死机情况。

2.1.3.3.2 检修维护部工作师站的操作人员为培训合格具备上机操作能力的人员，上机操作时必须严格执行工作师站管理制度；上机操作时要严格按工作师手册操作，以防因操作不当造成组态丢失或组态不正确。3.应急处置体系 3.1应急组织机构

应急指挥领导小组总指挥： 车间主任

应急指挥领导小组副总指挥： 车间生产主任、车间设备主任 成员：自动化服务部,热控专责，自动化维护班组，当值值长。3.2应急指挥领导小组职责：

3.2.1提出修订应急预案，负责定期组织演练，监督检查各部门在本预案中履行职责情况。

3.2.2领导小组成员在事故发生后，应立即赶赴事故现场进行现场指挥，对发生事件启动应急救援预案进行决策，迅速组织力量赶赴现场进行事故处理；全面指挥应急救援工作。

3.2.3负责向上级报告本车间的事故情况和事故处理进展情况。3.2.4组织实施事故恢复所必须采取的措施。

3.2.4组织事故调查，认真分析事故发生的原因，总结应急救援的事故教训，并形成总结报告上报上级有关部门。3.2.6组织落实整改。3.3应急工作小组职责：

3.3.1对可能产生的问题提出事故预想,负责提供技术指导。3.3.2定期组织运行人员和热工人员演练，加强技术培训。3.3.3运行和热工人员定期巡查设备, 及时发现设备隐患并采取措施予以消除。3.3.4督促职工严格遵守安全工作规程和运行、检修规程，正确执行各项运行操作、做好日常点检、维护检查和检修消缺工作。3.3.4根据事故情况对设备采取相应保护、隔离措施。

3.3.6及时向事故应急领导小组报告重大事故隐患或事故情况，及时通知专业应急组和其它事故应急小组赶赴现场进行应急处理、救援； 3.3.7参加调查事故原因，进行事故分析。

3.3.8根据故障情况提出整改意见，按照审批程序审核后，及时落实整改。4.预防预警 4.1危险源监控

4.1.1分散控制系统工作环境包括控制室及电子设备间的空气质量、温度和湿度、抗电磁干扰能力、分散控制系统远程控制设备环境等。4.1.2分散控制系统电源及接地。4.2危险预防

4.2.1认真执行定期巡检制度，热工加强对分散控制系统的监视检查，当发现DPU、卡件、网络、电源等故障时，应及时通知运行人员及热工人员并迅速做好相应对策。

4.2.2热工维护专业认真执行定期维护、校验制度。

4.2.3检修前应通过操作员站、工程师站对有关设备状态进行检查、分析和判断，以制定和补充检修相关项目。

4.2.4机组检修前，应有针对性的对存在缺陷的系统或设备进行试验。4.2.4检修后对分散控制系统进行完整的检查、校对和试验。

4.2.6认真执行热工保护投退和修改制度，严格履行保护定值修改、审核、审批程序,程序修改后必须检查验证。

4.2.7按照安全规程，严格执行热工工作票，切实做好安全措施。4.2.8投入运行的模拟量控制系统应定期做扰动试验。

4.2.9认真执行DCS软件管理制度，规范分散控制系统软件和应用软件的管理。严格履行软件修改、审核、审批程序；在修改、更新、升级软件前，应对软件进行备份。未经测试确认的各种软件严禁下载到已运行的分散控制系统中使用，必须建立有针对性的分散控制系统防病毒措施。

4.2.10认真执行图纸资料管理制度，做好图纸修改变更记录。4.2.11认真执行备件管理制度，物资库必须备有适当的应急备件。

4.2.12分散控制系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求（包括紧急故障处理），CPU负荷率应控制在设计指标之内并留有适当裕度。

4.2.13主要控制器应采用冗余配置，重要I／O点应考虑采用非同一板件的冗余配置。

4.2.14系统电源应设计有可靠的冗余配置。

4.2.14通信负荷率设计必须控制在合理的范围（保证在高负荷运行时不出现“瓶颈”现象）之内。

4.2.16系统接地必须严格遵守技术要求，电缆必须采用质量合格的屏蔽电缆。4.2.17操作员站及少数重要操作按钮的配置应能满足机组各种工况下的操作要求，特别是紧急故障处理的要求。紧急停机停炉按钮配置，应采用与DCS分开的单独操作回路。

4.2.18控制器故障时包括电源故障），故障后复位时，保护和控制信号的输出应处于安全位置。

4.2.19全面整理阀门和设备在控制电源失去后的状态，分析对机组安全影响。对调门失电后保位问题做相关的试验。如电泵最小流量阀、汽泵最小流量阀、除氧器上水调门、给水调门、勺管位置以及高低压旁路等等，其状态对主机和重要辅机的安全有着决定性的影响。

4.2.20根据机组的具体情况，制定在各种情况下分散控制系统失灵后的紧急停机停炉措施。4.3危险预警

4.3.1 分散控制系统模件状态指示异常； 4.3.2 操作员站显示异常、控制键盘异常； 4.3.3报警窗异常。4.4预警程序

4.4．1 一旦发生分散控制系统失灵现象，应按照事故处理规程处理。立即通知检修维护部所有热控班组或值班人员（夜间或节假日），检修维护部、热控专工和部门负责人。在出现危及机组正常运行的事件或危及设备安全的情况时，立即向应急指挥领导小组报告。

4.4．2 指挥人员及应急工作组成员到达现场后，向运行人员了解情况，迅速排查原因，组织相关人员实施必要的安全措施，尽可能保护设备安全。5.应急处置

5.1 DCS与DEH系统出现故障后组织措施

5..1.1 如DCS与DEH系统在生产过程中所发生问题，一律在当班值长的统一组织、指挥下进行处理，值长应对所发布的所有事故处理命令的正确性负责。5.1.2机、炉、电专业主管。在接到值长通知后，在厂里时应于5分钟内、在家应于40分钟内赶到集控室，其职责是协助值长对各自专业的现场处置，主动向值长提出对本专业的现场处置建议和要求，指导运行人员进行现场处置的操作，且对自己所作指导的正确性负责。

5.1.3热工专业主管、自动班的班长（技术员）及设备负责人，在接到值长汇报或通知后，在厂里时应于5分钟内、在家应于40分钟内赶到集控室，其职责是协助运行人员进行隔绝操作，指导运行人员实施安全措施，向值长提出隔离设备的检修申请，并立即组织人力对已隔离的故障设备进行抢修，对抢修现场的技术安全措施的完善性负责。

5.1.4 厂领导(厂部值班领导)。在接到值长汇报后，指导值长指挥事故处理，提出故障设备抢修及机组设备恢复的原则意见，指导各部门组织对事故的处理工作。

5.2 当DCS系统故障时处置程序及技术措施

5.2.1 运行人员应该常监视DCS画面上系统的网络运行情况。出现下列情况按重要缺陷处理程序，迅速通知检修维护部热工自动班班长组织消缺。

5.2.1.1 当发现各控制站的右上角由绿色变为红色时，说明控制站的一路电源失去，运行人员应及时通知热工检修人员处理。

5.2.1.2 当发现有站点的网络线由绿色变为红红色时，说明该网络离线，运行人员应及时通知热工检修人员处理。

5.2.1.3 当发现有控制站由绿色变为白色时，说明该控制站故障，运行人员应迅速通知热工检修人员处理，并对该站控制的设备进行临时紧急监控。5.2.1.4 当部分操作员站出现故障时(“黑屏”或“死机”)，可以在其它操作员站操作监控，通知热工检修人员处理。

5.2.1.5 对MACSV系统来说，发现卡件故障，运行人员应联系热工检修人员及时处理，做好安全措施后进行在线更换卡件。

5.2.1.6 无论哪个系统控制单元(DPU)的单DPU离线故障后，运行应及时联系热工检修人员处理，进行在线更换DPU。

5.2.2 如出现下列情况，值长则按DCS、DEH系统出现故障后组织措施的要求，迅速通知相关人员到场，开展故障处置工作。

5.2.2.1 当只有全部操作员站出现故障时(所有上位机“黑屏”或“死机”)，而控制站电源未失去时，运行人员及时通知热工检修人员处理，并进入工程师站和在值长站以操作员身份登录后暂时监视操作，5.2.2.1.1 如果是全部操作员站的电源失去，运行人员或热工人员进入电子间，抢合DCS电源柜内的各操作员站空气开关一次，对于抢合成功的操作员站迅速开机恢复操作，未抢合成功的操作员站热工检修人员查明故障继续处理。5.2.2.1.2 如果本机组的工程师站也无法操作，值长站也无法操作，运行人员可到另一台机组的工程师站在热工检修人员的指导下切换到本域进行操作，如果都不能进行操作且操作员站空气开关都抢合不上，应采取立即停机、停炉的措施。5.2.2.2 当分散控制系统通信网络发生故障时，造成所有数据不能进行刷新(“死机”)和操作时，及时通知热工检修人员处理。

5.2.2.2.1 检查电子间GPS柜的交换机电源是否失去，如失去迅速查明原因并抢合跳闸的空气开关一次（GPS柜内本身的电源开关和DCS公用系统配电柜内的通讯空气开关），如抢合不成功，热工人员应在最短时间查明原因处理故障。5.2.2.2.2 如交换机电源是未失去，则应检查网络交换机是否故障，如故障热工人员迅速进行处理故障；网络交换机工作正常时则应检查服务器是否故障，如故障热工人员可用公用系统的一台服务器（处于从状态）来暂时代替故障服务器，维持机组运行。

5.2.2.2.3 如长时间不能处理好上述故障且机组运行工况不允许时，应采取立即停机、停炉的措施。

5.2.2.3 当一般DCS系统控制单元(DPU)的一对主、副DPU均发生离线故障后，根据机组运行情况，若运行参数达到停机停炉值时，应采取紧急停止机组运行的措施。

5.2.2.4 当SCS系统控制单元(DPU)的一对主、副DPU均发生离线故障后，尽量稳定机组运行，运行人员加强监视，立即联系检修维护人员处理。不能维持设备运行(运行设备跳闸，备用设备无法启动)时，应采取紧急停止机组运行的措施。5.2.2.5 当主要模拟量控制(MCS)系统通信网络发生故障或主、副控制单元(DPU)均出现故障(“死机”或“失电”)时，在无法维持机组安全可靠运行时，应采取停机、停炉。

5.2.2.6 当锅炉炉膛安全监控(FSSS)系统通信网络发生故障或主、副控制单元(DPU)均出现故障(“死机”或“失电”)时，在无法维持机组安全可靠运行时，应采取停机、停炉。

5.2.2.7 若系统控制单元(DPU)的单DPU运行且发生离线故障后，按上述两个DPU均离线时的安全措施处理。

5.2.2.8 DCS所有站电源失去时，按停机、停炉处理。

5.2.3 如机组不能维持运行需停机、停炉，值长立即汇报地调，口头申请停机；在故障处理后，联系地调申请开机。5.3 DEH系统故障时处置程序及技术措施。

当DEH操作员站画面中的左上方System绿色条框变成红色平光或者红色闪烁时，应立即通知热工检修自动班人员检查处理。运行人员注意观察DEH各种参数。当 DEH系统出现下列故障,值长则按DCS、DEH系统出现故障后组织措施的要求，迅速通知相关人员到场，开展故障处置工作。

5.3.1 当操作员站出现故障时(“黑屏”或“死机”)，及时通知热工人员处理，首先进入工程师站进行操作控制，如果工程师站无法操作，再使用后备硬手操（辅盘）打到就地操作。如果上说方式都无法操作，应采取停机、停炉处理。5.3.2 当控制系统通信网络发生故障时，造成所有数据不能进行刷新(“死机”)时，按“操作员站出现故障”方式处理。

5.3.3 当DEH系统故障时（失电或控制器故障），汽轮机跳闸，热工检修人员尽快处理故障，恢复系统后运行重新挂闸冲转。

5.3.4 当厂用电中断，UPS电源故障时，DCS、DEH等控制系统都失电，汽轮机跳闸，应紧急停止锅炉运行。

5.3.6 机组需停运，值长立即汇报地调，口头申请停机；在故障处理后，联系地调申请开机。

5.4 DCS与DEH系统故障运行操作注意事项

5.4.1 值长立即派人检查电子间GPS柜的交换机电源是否失去，如失去迅速查明原因并抢合跳闸的空气开关一次（GPS柜内本身的电源开关和DCS公用系统配电柜内的通讯空气开关），如抢合不成功，热工人员应在最短时间查明原因处理故障。

5.4.2 若是全部操作员站的电源失去，运行人员立即进入电子间，抢合DCS电源柜内的各操作员站空气开关一次，对于抢合成功的操作员站迅速开机恢复操作，未抢合成功的操作员站待热工检修人员查明故障后可以恢复送电。

5.4.3 当厂用380V45B0302、46B0302、UPS至DCS、DEH电源全部中断后，DCS、DEH等控制系统都失电，汽轮机跳闸，应紧急停止锅炉运行。此时严格按照规程进行厂用电全部失压后的处理步骤操作，严防出现误操作及事故扩大现象发生。5.4.4 DCS与DEH系统故障，应及时通知热工检修人员处理；

5.4.5 在DEH系统正常的情况下，DCS操作员站死机或失电后,在画面上无法监盘或操作设备时，应迅速打开DEH画面,监视负荷、转速、汽压、真空、油温、振动等，并不断刷新画面，便是于实时监测，同时将DEH功能切至手动方式,对机组暂不进行负荷升降及调整工作；

5.4.6 锅炉在维持运行时，严格监视汽包水位在正常范围内，若汽包水位出现高水位无法调整时，电动给水泵勺管就地调整，必要时就地开启再循环门或事故放水门进行控制水位；

5.4.7 严格监视汽温、汽压的变化，机组人员应及时做出正确分析和判断，在设备确已不具备运行条件或继续运行，对人身、设备有直接危害时，应停机、停炉处理；

5.4.8 DCS与DEH系统故障，机组在不能维持运行时，紧急停机、停炉； 5.4.9 紧急停机、停炉前，一定要合理安排人员到位，先在盘上硬操或就地启动交流润滑油泵，手动MFT，停止向炉内供应一切燃料，机组手动打闸后，顶轴油泵在转速1200rpm时，应立即就地启动，各抽汽电动门在就地按下电动关闭，注意除氧器水位、热井水位等，严格按规程操作做好相关调整，并汇报值长、单元长及分管领导；

5.4.10 处理事故的每一个阶段，要及时汇报值长，正确地组织处理，做好机组启动准备工作，若具备恢复条件，方可重新启动。5.5应急装备与物资

按照电厂事故备品备件管理的规定，采购库存一定数量的事故备品备件。6.事故处理恢复

6.1查找故障原因，按系统（电源、气源、通讯、汽轮机控制、模拟量控制、顺序控制、锅炉炉膛安全监控、保护联锁控制等）、按区域（分散控制系统设备、汽机侧就地设备、锅炉侧就地设备、其他系统就地设备等）排查，确定应急工作方案，执行安措，消除缺陷。

6.2在值长的协调指挥下，逐级恢复供电，对故障点进行功能恢复试验。6.3协助运行启动机组。7.事故调查分析与整改

7.1及时记录并打印事故发生时的事件、跳闸首发信号、运行参数、趋势记录等原始资料。

7.2由当值运行人员提供详细的监控信息。7.3由检修人员提供详细的检查、处理情况汇报。

7.4由安全检察室负责人召集应急指挥部成员、应急工作小组成员、当值运行人员、参与应急的检修工作负责人召开事故分析会。

7.5由应急工作小组成员填报事故报告，编写详细的事故原因分析，提出整改建议，经审核、审批后贯彻执行。

DCS经验总结 篇6

一、系统功能需求的确定

选用DCS之前首先要明确应用的目标，提出对DCS功能的要求，确定系统的规模。一般都需要仪表自动化、工艺负责人及计算机的负责人、设计院项目负责人几方面讨论确定，以达到最大限度地满足生产和操作的要求。

1、应用DCS的目标

（1）提高装置生产及管理水平

提高生产效率（提高收效），降低生产成本，节能，降耗，提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性及适应性，提高装置的管理水平，提高故障分析的科学性和生产管理标准化，有利于劳动竞赛，挖掘生产潜力。

（2）提高装置的控制水平

实现装置稳定化控制及操作优化，实现先进控制，实现顺序逻辑控制，实现设备故障诊断和联锁保护，实现局部或全装置的最优化控制，生产及管理水平的提高，控制水平的提高，将为实现装置“安、稳、长、满、优”生产发挥重要作用，具有显著的经济效益和社会效益。

这些目标可以分阶段考虑，逐步应用、开发，系统亦将逐步扩展以实现最终目标。

2、系统功能要求

（1）数据采集和存储功能：模拟输入信号的扫描时间，数字信号的扫描时间，历史数据存储（包括调整趋势、历史趋势）的种类、点数和周期，输入信号的处理功能。

（2）控制功能：具备完整的监测、调节和顺序控制功能及设备运行监视、联锁保护等功能，反馈控制功能的最大能力（输入输出的种类、数量、逻辑运算能力、顺序步骤，执行周期），过程控制语言能力（如ST、FORTRAN，BASIC，C或其他的控制语言），先进控制软件的要求。

（3）显示功能：CRT尺寸、颜色，画面刷新时间，画面种类与数量。显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等，并具有窗口（多个、拉伸、重叠）显示功能，汉字功能以及触屏功能。

（4）报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。

（5）报表和屏幕拷贝功能：即时报表功能，定时报表功能（包括时报、班报、日报、月报、年报），报警汇总记录，操作记录报表，操作或参数修改打印，打印机屏幕拷贝功能。

（6）操作安全：操作权限口令询问功能，工程师、操作员钥匙键功能，MAN/AUT/CAS切换无扰动功能，冗余措施。

（7）系统的灵活性：系统可靠性指标，冗余冗错，系统扩展方便，新老产品的兼容性，与上位机通信接口及软件的实用性，与其它机种的通信（开放性）。系统功能要求是根据系统目标结合具体内容确定的，特别突出具体项目的特点：

a、快速扫描的速度及顺序控制、联锁的执行周期，必须根据工艺指标提出具体要求。例如：某用户的一个装置引进DCS时因承包商对专利商在顺序控制方面的需要不清楚，到组态设计时，发现这种DCS的速度和容量均不能满足工艺的要求，只好又购买了一套PLC，增加了投资。

b、目标在开发先进控制软件，则在控制功能上以及软件开发工具方面要侧重说明。

二、DCS的选型

1、机种选择原则

选择DCS机种是一项重要工作，由于DCS技术进步速度很快，集中更新换代周期很短，过去由几个主要国外DCS厂家垄断的时代已经过去，民族品牌的DCS厂家迅速发展成熟起来，目前已经占据了中国DCS市场的半壁江山，其性能、可靠性和稳定性及优越的性价比得到了广大用户的认可，这是民族产业的骄傲。现在国内外主要DCS制造商有十几家，DCS采购一般采取招标方式，通常由用户（或招标公司）选择3-5家进行询价、招标，经过专家、领导及技术负责人综合评价和评比，最后确定一个机种。DCS机种选择的因素很多，不能只从一次性投资多寡考虑。总结DCS机种选择的原则为：选择工程实力较强的知名公司，选择符合有经验的专家推荐的主流机型，首先考虑DCS系统的可靠性、稳定性和操作方便性，其次考虑DCS功能应满足“功能需要”的要求，具有国际先进水平(但不一定是最先进的)，系统应具有开放式结构，有灵活的系统可扩性。考察是否又在同行业使用的实例，效果是否令人满意，制造厂家的后备支持系统是否完备，调查厂家工程经验和实施能力、专业化解决方案的能力和设计能力，服务是否良好，性能/价格比是否最好，价格是否可以接受，备件供应和响应是否及时。一个工厂企业DCS机种最好选择同一种，便于维护和管理。

2、机种的评价内容

（1）系统硬件构成比较：将参加询价的3-5家机种做硬件配置和功能比较，主要项目如下：操作站、工程师站、打印机、上位机接口、辅助存储器、网络和内部通信、现场控制器、现场监视站、辅助台柜（安全栅柜、端子柜、继电器柜、辅助操作台等）、应用模块及电源配备。（2）I/O卡能力比较（每项列出：点数/卡、卡数、总点数）：

监视输入4～20mA

脉冲

T/C

RTD

控制输入4～20mA

脉冲

Ｔ/C

RTD

控制输出4～20mA

D/I 按钮、开关状态

D/O 开关、继电器输出

（3）系统通信功能比较：通信规程的标准化、开放型及功能，通信网络（总线）、通信速度、传递距离、网络（总线）允许加载设备总台数，是否双重化。

（4）与上位机通信功能比较

（5）系统软件功能比较

（6）售后技术服务比较

（7）应用软件工具比较

（8）发展性、先进性（好、较好、一般、较差）

（9）价格分为以下几项列出：硬件、软件、备件、服务（包括培训、资料、现场服务、技术咨询等）、上位机的硬软件、税费及总价。

3、经验

当选择机种时，最好是由最终用户根据自己的实际情况来决定，专利商和设计院（工程公司）的意见作为参考。尤其是DCS虽工艺设备成套时，专利商和设计院（工程公司）往往选择对他们最有力的机型，很可能是落后的、质次价高的，而且他们不考虑用户在备件、维护、联网等方面的需要，如果自己选择，就可以避免这种现象。某装置DCS招标时采纳了最终用户的意见，不但节省了1/3以上投资，而且选用了性能更好的系统。此外应当防止仅仅根据一次投资决定取舍的做法。某装置仅为便宜6%的价格，买了一套已属落后的国外DCS产品，今后的备件、维修费用会远远超出6%。因为DCS更新很快，虽然制造厂签订合同时能许诺若干年内设备不涨价，但很难兑现。

作为工程公司来说，每个厂家的DCS系统都有自己的优势和缺陷，基本上都能完成工业中要求的各种控制功能，在节约成本追求性价比的情况下，采用最新版本的硬件和软件，多考虑客户的各种需求，把工作做的更细致，更周全，才会赢得客户的满意度和高度评价。在硬件选型初期，要首先根据I/O信号数量选择合适的控制器，并计算处理器的带负载能力，以及逻辑处理能力，确保系统安全稳定运行，如果合同中包含电源柜，还要将电源柜的供电范围做一个严格的界定，并将容量做一个仔细的计算，并预留供电保险端子或空开，应对设计变更增加供电仪表。此外，除系统FTA电缆及电源线外，尽量减少柜间线的敷设，将I/O卡件及现场接线端子设计在同一柜内，减少工程师或接线人员在现场的类似工作。

三、DCS系统配置

1、系统配置的工作内容

DCS的发展使系统配置的适应性越来越强，而且也囊括了PLC控制功能，从几个、十几个回路的小系统到几百个、几千个回路的大系统都可以实现。系统配置的原则应是在满足装置生产和控制要求的前提下尽量减少硬件的数量，以求经济合理，并留有恰当的余量。系统配置工作主要包括以下几个方面。

（1）系统I/O点统计：一般包括10-15%的备用量。要分别考虑热备用和冷备用的情况。AI的要考虑是否需要向现场供电，是24VDC还是220VAC，是否要通过安全栅隔离，RTD/TC信号的线制问题，安全栅的选型，还需对安全栅进行相应的组态工作，有时可能还存在现场仪表带HART协议，这样会改变安全栅的接线方式。DI/DO信号需要考虑是否为干接点信号，是否需要继电器/安全栅隔离，以及常开常闭触点问题。这些问题的前期确认会提高现场调试的效率，同时还可以提高客户对现场工程师的信任度。

（2）控制柜： I/O卡件种类和数量按I/O点统计表的数量确定。机柜具有10%的备用空间。主控单元冗余配置、内部网络冗余配置、控制I/O卡冗余配置，电源冗余配置，按1秒的标准扫描周期估计系统负荷满足DCS具体要求，考虑现场变送器供电制式与DCS的关联。

（3）操作站：根据工艺流程工段或区域的划分和中控室内操作人员数确定操作站的台数。并根据工艺界区将操作权限进行限制，屏蔽掉windows的操作，让操作员不能进入windows更改计算机的设置。打印机的台数应满足报警、报表及拷贝的需要，但报警和报表用的打印机必须分开，一般报警打印机采用针式逐行打印，报表格式及内容，打印方式，时间段等由甲方工艺人员来最终确认。

（4）辅助操作台的配置：安装闪光报警器、开关按钮、指示灯、端子排、空开等。

（5）通信系统配置：凡是与通信有关的网卡、网线（总线）、交换机、耦合器等应根据需要考虑冗余配置，根据设计院的平面布置图计算需要通讯线长度，安排好交换机摆放位置，并配置好交换机，做好冗余，如果系统内有通讯内容，还需准备同轴电缆及终端电阻等附件，并将通讯卡件的“头”的机柜和“身子”的机柜尽量摆放在比较相近的位置，这样即可以缩短电缆长度，又可以尽量降低受其他电缆信号干扰的几率。此外，通讯中可能涉及到第三方通讯的问题，这就需要DCS厂家出一个文字性的表格给第三方的厂家，在表格中明确要求具备的条件，通讯协议，接口定义，IP地址规划以及甲方和设计院提供的通讯I/O清单，请第三方厂家提供相应的通讯参数及I/O的tagname和地址，并在组态完成后，要求甲方协调第三方厂家共同调试，形成调试文档，防止日后责任不够明确，特别需要说明的是，在调试modbus485通讯时，最好将系统或者上位机其中一方断电，防止烧坏接口，准备好RS-232转RS-485转换器，并在电脑中安装modbus sim和modbus scan软件，在调试时先用这两个软件脱离开DCS或者PLC系统进行测试，先排除系统组态的问题。

（6）系统电源和辅助机柜配置（安全栅柜、端子柜、继电器柜、配电箱等）：UPS不间断电源容量比DCS系统所需容量高40%，并保证电网停电时能继续供电30分钟。不同项目情况不大相同，有的客户自己采购UPS，工程公司只需要向甲方或者设计院提供DCS系统的总耗电量即可。

（7）备品备件和消耗品，原则上要备足两年的用量。

2、经验

系统硬件配置直接关系到DCS的投资、应用和维护工作，有些无名的小投标商或代理商，为了夺标或根据一般标准提出的配置不太符合最终用户的要求，采取不正当竞争。例如某装置由代理商提供DCS，基本没有多少冗余量，投产一年后，工艺设备改造需要增加点数，重新订货要花很多钱，且订货周期长，延误了开工。还有另一种倾向，某系统由最终用户自己引进，硬件配置大了30%以上，造成资金积压。这两种极端都应避免。对于新装置，冗余量要适当大一些，如是改造，就可以少留一些余量。

对于工程公司来说，这些要求可能会引起增加项目成本，可从目前各个项目的情况来看，由于设计院往往前期与设备供应厂家沟通不充足，或者是甲方在定设备时与设计院沟通不够充分，在现场时往往造成增加一部分I/O点，尤其是大型马达设备厂家，会增加一些温度监测点，而这一部分对于硬件设计方面来说，又是成本很高的一部分内容，所以在设计硬件时，一定要请设计院或甲方来重点确认这部分内容，与此同时，重要工段的开关量信号也存在这样的问题，在增加需要安全栅的信号通道中，有可能存在机柜空间不足，安全栅需增加供电电源线以及现场接线端子与安全栅间的连线等问题，这都是在现场调试过程中比较简单，但是又很棘手的问题，有的现场交通、工业都不是非常便利，这些东西很难在当地买到，还有可能牵扯到供货周期的问题，虽然这是小问题，可的确是可以影响调试及开车进度的问题。

操作站不应配置的过多，如果根据使用常规仪表的习惯划分操作岗位，等到操作人员熟悉几个月后，一定会有闲置不用的操作站。但也不能太少，例如某系统外商做的配置，几千点过程输入输出，几百个回路只配置了三个操作站（5台CRT），还不能互为备用，一般情况下还可以勉强应付，但等到工艺紧急事故或DCS局部故障时，就感到特别难办。

无名的小投标商或国外代理商在售后服务方面普遍较差，响应慢，成本也高。国产知名DCS厂家在工程服务和售后响应方面很重视，及时便捷，满意放心，备件供应没有问题，可以减少备件库存又不影响生产的开车。另外，建议在一个企业尽量使用同一机型DCS。

四、系统使用环境的建立

1、工作内容

在DCS应用工作实施步骤中，使用环境的建立是极重要的工作，他是DCS正常运行的保证，包括以下几方面的工作：DCS控制室位置的确定、DCS控制室及辅助间的确定、控制室内设备位置及建筑要求、采光要求、抗干扰措施、接地要求、供电要求及隔离要求。

DCS环境要求可参照GB2887-82《计算站场地技术要求》以及DCS厂家有关技术说明书确定。

设计院按照上述要求进行设计，选好施工单位，一般室内装修、空调、照明等要选择专门的计算机装修专业队伍施工才能保证质量，在DCS环境上多投资是必要的。

2、经验

环境的问题是保证DCS能够长期连续正常运转的前提，在这些方面掉以轻心对设备正常运行会造成各种危害。例如，温度过高，灰尘太多，特别容易造成硬盘磁头簧片的断裂和划盘，某装置中的国外DCS系统就是因为这个原因连续坏了两个驱动器，备件又不能及时到位，停用了近半年多。因为温度高，内存和辅存不能正常工作，系统紊乱的现象也在多个系统内发生过。温度太高，产生静电的威胁，会造成有些DCS的死机现象，操作人员若不注意这个问题，使静电放电造成插卡或模块故障，还会影响工艺操作。接地也是一个既重要又困难的问题，市场上几中主流DCS在安装调试过程中，都发生过接地不良而带来的种种恶果。总之一定要给DCS创造良好应用环境。有的项目甲方会要求在项目调试完毕后，将整个硬盘做一个全盘境象，这样，在系统硬盘发生故障时，只要及时插上这块硬盘，就可以正常恢复生产了，当然，如果是冗余服务器的话，只需要将两台服务器再做一次同步就可以了。

在DCS的平面布置上，最好要考虑加一个缓冲间，再进入中控室或机房，这是防尘的好措施。对于防尘要求很高的情况，可加净化间（如磁盘净化间）。备件库、介质库、硬件维修室最好都装空调，虽说有的DCS厂家鼓吹自己的产品适应性很好，但是在实际使用过程中发现不用空调根本不行（影响到产品质量和DCS使用寿命）。

机房和中控室内一般不要加暖气，特别不要加水暖，在装活动地板和有电缆沟的情况下，尤其应注意，以免发生因暖气漏水、漏汽，侵潮电路、淹没电缆和设备的事故。

五、人员培训

1、工作内容

在DCS的硬件、软件和使用环境确定之后，人员培训是DCS能否用好的关键工作，它包括以下几个方面。

系统工程师的培训：一套DCS必须至少培养一名系统工程师，全面负责系统技术领导工作和项目经理所担负的组织工作，并应对DCS系统有全面了解。

组态设计、组态生成软件工程师的培训： DCS最好应用软件由用户自己做或参与做，卖方作技术指导。这样培训效果最好，同时是今后系统应用软件的完善、修改和继续开发的先决条件，这方面一般由设计人员和厂方用户（仪表自控、工艺人员）同时派工程师培训，而且应以厂方为主。

上位机及DCS接口软硬件工程师的培训：若DCS配置上位机或MES系统应单独培训，人员可从企业信息中心、生产调度管理、计算机人员中挑选。

硬件维护工程师的培训：现代DCS硬件维护大部分为板级或模块维护，而且系统有诊断功能，所以硬件维护人员一般不单独培训，而是在软件工程师中有人侧重培训即可。

以上四种人员的培训一般需在制造厂进行，在培训之前，最好初步自学、阅读有关技术资料，做好充分准备，才能取得满意效果，有一定DCS基础和应用经验的人员更好。

操作人员培训、车间主任及有关领导人员的培训也是十分重要的工作。这部分人的培训由经过培训的计算机人员讲课和实际操作训练进行。首先经过培训的人员要为车间操作人员编写操作手册，按工艺班组进行实际上机培训，一般很快便可掌握。上岗之前定出标准和要求，发操作合格上岗证是个好办法。

2、经验

培训工作关系到用户是否能掌握系统，是否能很好的承担系统维护、完善修改、参与开车调试与进一步开发的任务。要避免培训的一些偏差，如把DCS培训出差当作一次企业内部的关系照顾与平衡，派出无关人员参加培训；如在随装置成套引进DCS时，只是工艺培训和设计培训，没有安排到DCS制造厂的培训，有的在组态设计培训中没有安排最终用户的技术人员参加，有的派遣的培训人员没有搞过DCS，又没有做好DCS预培训，在短暂的DCS培训中收获不大。有的在培训前对要学习的系统没有一个完整的概念，更没有准备好问题，对于国外的问答式培训方法不适应。有的培训中，比较注重与开工有关的基础工作，忽视了应用软件和今后继续开发所需要的知识，这些都造成了应用维护和开发的困难，对高价买来的应用软件不能正确和全面使用。DCS的操作一般都很简单方便，很容易学会，对于工艺操作人员不必讲多少复杂的计算机原理和内部结构，着重教会他们实际使用方法和操作要求即可。国产知名DCS一般全部汉化，不存在使用语言问题，但是引进国外的DCS带汉字显示得不多，主要是英文显示和打印，这与我们操作人员的英语水平有一定差距，对于显示和打印的内容，特别是繁多的缩写符号看不懂，记忆困难，影响DCS的使用效果，在对工艺操作人员的培训中，这是关键。

六、系统组态与生成

1、工作内容

DCS应用的核心工作是系统组态，包括硬件配置组态和系统应用软件组态。硬件配置组态首先要完成系统的配置图，包括每个卡件的配置图以确定地址或点名，这一工作必须在应用软件组态前完成。

每家的DCS应用软件组态方法都不会完全一样，各有自己的特色和优缺点，发展趋势是配置独立的组态工作站或称工程师站。有些DCS厂家还开发了微机组态系统软件，使大部分应用软件的组态工作可以在PC机上完成，然后再转换成系统能接受的形式。

对于DCS应用软件组态工作有以下三个关键环节。

（1）组态设计

首先应按系统目标把自控系统基础设计和集散控制系统的组态要求科学组织起来，最后形成组态源文件。包括以下几个部分：系统配置设计、目录（DIRECTORY）及文件（FILE）组织设计（有些系统可以不作）、监视站的组态设计、控制站的组态设计、操作站的组态设计、及其他网络设备的组态设计。

（2）充分掌握DCS的组态方法、技巧和系统的功能

对于DCS组态方法、技巧及系统功能的培训力求吃透，充分掌握、理解，只有这样才能充分发挥DCS的作用，系统组态才能达到实用、操作方便、功能强的要求，并通过实际应用、发现不足，逐步对组态设计进行完善、修改。

（3）征询、满足工艺要求，结合操作维护经验

DCS是为工艺服务的，最终由工艺来使用和操作。在DCS组态时，务必切实考虑、征询工艺要求，最好工艺技术人员要参与进来，力争满足工艺操作要求，注重累计日常工艺操作、仪表维护经验，把这些经验变成应用软件，充分挖掘DCS先进的控制、操作功能，提高DCS利用效果。

2、经验

组态和生成一定要有最终用户的技术人员参加，根据用户的力量，决定组态设计介入的深度，生成最好全部由最终用户完成。不少系统的组态都是由设计人员或DCS厂家搞，最终用户不闻不问，如果设计人员或DCS厂家不熟悉工艺生产操作，不了解操作人员的要求和习惯，标准软件问题不大，而象报表、画面、操作方式之类与工艺关系很密切的内容返工现象是少不了的。反之，如果最终用户的工艺人员和有实践生产经验的仪表自控人员承担设计组态或参与设计组态，情况就大不相同。某系统根据工艺人员的要求作出的报表和画面深受欢迎，结合实际设计的控制方案简单易行，投用效果好。不少成功的经验表明由用户参与设计组态，理论结合实际才能做出比较成功的组态设计和组态生成。有不少的企业依靠自己的技术力量完成DCS组态设计和组态生成，自己设计、安装调试、施工维护开发一条龙，创出了一条好路子。

七、安装调试

1、安装工作内容

DCS安装前应满足以下条件：机房和中控室装修完毕，不需要再挖沟打洞等产生灰尘、振动的工作。活动地板铺好，地面清洁干净，空调系统投用并已通过考核。UPS调试考核合格，若干条件达不到也有用临时电源调试的，但应加稳压设备。照明施工完毕，正常运行。机房附近不再进行有振动、或电干扰的施工。接地系统完成，并经过反复检查，确认不会引入干扰信号。

系统安装工作包括：台柜就位，设备（主机、监视器、打印机等）安装，卡件或模块安装，系统网线、内部电缆的连接，端子外部仪表信号线的连接，系统电源、接地的连接等。这些工作一般是在DCS厂家的指导下，由用户完成。

系统安装应遵照具体系统的安装要求进行。在冬季安装时应注意从库房到机房的温度变化梯度符合系统的要求，机房可采取逐渐提高温度的措施来达到要求。

当安装工作结束后，一般DCS厂家派工程师到现场进行检查和通电，然后可以按调试方案进行系统调试工作。

2、调试工作内容

（1）DCS单机调试和系统调试

A] 硬件调试检查和单机调试：各设备通诊断程序，标准功能测试，电源卡的电压测量和检查，I/O卡件的零点、量程及精度调试检查，信号调整卡的零点、量程及精度调试检查。有的DCS有专用校检仪，这些工作在FAT时已经在进现场之前可以完成。

B] 功能检查和调试：系统标准功能，包括通信、显示、打印等。用户画面的检查，自动格式报表检查，控制方案检查和调试，联锁逻辑顺序控制方案检查和调试，其他用户组态的程序检查，这些工作在FAT时已经在进现场之前可以完成。

（2）DCS与现场的联调

仪表输入信号联调，DCS输出与执行机构的联调，现场联锁功能的联调，顺控功能的联调。调试是一个科学细致、严谨的工作，是系统投运的可靠保证，为此首先要有调试方案，并做好调试的组织工作，调试记录规范化，并有调试人、验收人的签字，复杂的联锁保护、顺控功能要有工艺负责人签字。

（3）开车后先进控制或优化控制应用软件的在线调试

这项调试必须在工艺装置开车平稳后进行，首先应制定调试方案，保证工艺生产的平稳安全。反复调整P、I、D等参数，使控制系统和联锁保护投入自动状态，达到应有的使用效果。通过调试，培训操作人员掌握投用方法，明白其工作原理和注意事项。

3、经验

DCS设备的内部安装接线和调试最好由最终用户的仪表自控和工艺人员承担，这对于了解系统情况，掌握系统优缺点，做好今后的维护开发和日常操作工作最为有利。在功能调试和系统联调过程中，不能仅仅是DCS厂家的事情，用户工艺操作人员一定要参加，仪表自控人员一定要参加，施工单位有关人员一定要参加和配合。

通电以前，特别要做好UPS的电压波形、频率和接地的检查，还要检查DCS板卡开关的设置，最好由DCS厂家工程师负责这项工作。曾经发生过因供电电压超高烧坏多块电源卡和设备的情况，也有因板卡插错位置而烧坏的事故。美国、日本、西欧的设备电源一般用110V，中国要求220V，现在的DCS有的加了110V和220V切换开关，有的因供货不注意，又没有仔细检查，把220V加到110V的设备上造成损坏。

当把现场信号线接到DCS端子以前，一定要测量其绝缘电阻和检查有无异常干扰信号，尤其在新装置施工尚未结束前，曾因为引进了电焊机或电气的强干扰信号而烧坏过安全栅、模块，因为一次表的接地烧保险的事也曾经发生过。

硬件测试过程中，所有备件都必须经过全面检查，保证其完好的备用状态。

测试过程中特别要注意修改内容的保存和转贮，一般一天工作结束后，必须拷贝，否则因多人操作，内容容易丢失。

八、投运与考核

1、系统的投运工作内容

系统投运一般指装置开车DCS投入运行。DCS投入实际运行必须具备以下条件：

（1）系统联调合格。

（2）系统环境如空调系统、UPS供电系统、接地系统运行正常，符合技术标准，验收合格。

（3）DCS维护人员经实际调试工作并考试合格，领取上岗证。

（4）工艺操作人员、车间主任培训合格，领取上岗证。

（5）系统备件经过调试处于备用状态。

（6）DCS操作手册、故障处理手册等资料下发到操作和维修人员手中。

（7）DCS厂商有经验的工程技术人员现场服务。

2、系统考核

DCS的考核时间最好选在工艺装置正常运行后开始，一般为72小时，保证值规定如下：计算机模件的开工率为99.95%，DCS的开工率为99.99%，开工率的计算方法：

开工率=（考核时间-事故时间）/ 考核时间

3、经验

DCS投用前，准备工作一定要提前进行。一般企业中，工艺设备是放在第一位的。

DCS的考核放在工艺开车后进行，因为不到正常运行，DCS的功能不能够得到充分表现，实际负荷体现不出来，对于那些设计时负荷卡边的系统来说，问题就暴露不出来。有的系统在开车前空载运行正常，开车后，就表现出容量不够，速度不够，处理能力小，甚至因负荷太大造成死机。若设计合理而是系统本身提供的指标不能实现，则应由DCS制造厂负责。DCS是高科技的产物，是多种技术、多个学科的综合，而且发展更新速度特别快。DCS应用水平的提高在于先进和优化控制软件的开发，这项技术复杂，难度大，需要多方面力量的组合。由于这几个特点，决定了没有相应的管理体制就不可能做好DCS的应用工作。根据各个企业的具体情况，管理机构当然不必强求统一，但是建立专门的管理机构，统一规划全厂的DCS应用计划，统一考虑DCS的机型选择，统一布置备品备件的储备、订购和国产化工作，满足生产急需，减少库存积压，统一设计综合控制和管理信息系统，统一安排培训和横向联合，开发高层次的控制软件，已经成为大势所趋。有的企业成立了专门的过程计算机处或其他机构，把全公司（总厂）的过程计算机统一管理起来，打破了过去各个装置互不通气，买来的机型各式各样，自动化孤岛，备件费用达几

十、几百万元的分散局面，理顺了关系，发展很快。

DCS的管理除了计划管理以外，还应有应用管理和项目维护管理。项目管理需要确定在DCS的设计、施工、投用阶段的人员组成，分工负责的范围，制定各阶段检查验收标准，组织现场的检查考核验收工作。

DCS维护管理首先需要建立有关的规章制度和规程，如：过程计算机的维护、检修、管理制度，技术管理制度，设备、备品备件管理制度，岗位标准，硬件设备考核办法，软件投用率考核方法，安全管理制度，例会制度，检修规程。按照制定的制度加强全公司（总厂）过程计算机的管理，建立必要的激励机制，调动维护人员的积极性，充分发挥DCS的作用。

九、系统的维护

系统经考核验收合理后即转入正常运行，系统维护的任务就提到日程上来。

（1）维护工作可以概括以下几点：系统运行状况检查，系统环境状况检查，参数及组态的修改，故障和设备缺陷的处理，填写有关记录，备件及维修工具，仪器的保管，系统设备及工作间卫生。

（2）维护班组可以建立以下几种记录：交接班记录，系统运行状态记录，定期维护和检修记录，软件维修记录，安全记录，事故隐患、事故及违章操作记录，故障及设备缺陷记录，备品备件管理记录，外来人员登记记录。

（3）硬件国产化的研制：进口DCS也有它不利的一面，备件普遍很贵，应急和响应很慢，实践经验告诉我们，在维护工作中备件长期依靠进口是不可能的，而且机型淘汰的速度也很快，这方面应首先立足国内，将一些易损件实现国产化，有的企业成立专门攻关组，将打印机、键盘、I/O卡等实现了以国产化产品代替进口产品，也有的企业与大专院校、研究机关合作，实现主要卡件国产化，都是DCS维修工作的方向。

2、系统应用软件的继续应用开发

系统第一次投用时应用软件的应用开发往往是最基本的功能，这阶段工作重点是协调好各方面的关系，使DCS按期运转起来。参与工作的人员需要一个熟悉消化吸收的过程，工艺人员应有一个操作习惯的过程，一般在系统投用一年以后，应用软件继续开发的工作才会提到日程上来，内容如下：对系统应用软件进一步消化吸收，对应用软件第一版本进一步修改和补充，如对画面的修改完善，增加对生产操作更为重要的画面，控制方案的修改完善等，开发先进控制软件，提高经济效益，开发装置生产管理功能，开发局部优化或全装置优化或全装置优化软件，全厂系统联网，实现功能的开发。

这方面工作首先要培训应用开发技术力量，同时综合工艺、仪表自控、计算机的技术力量和专业知识。一般成立攻关小组，在上级主管部门的组织下进行。与大专院校、研究部门、DCS厂家合作开发，以求尽快拿到最佳的经济效益。

DCS系统电力工程论文 篇7

莱钢生活采暖东线4#发电机组低温循环水供暖工程是莱钢为了提高能源动力厂4#发电机组热效率,减少凝汽器的冷源损失,达到节能挖潜的目的实施的低温循环水改造项目,该项目利用凝汽式供热机组排汽的汽化潜热加热冷却循环水,直接对用户进行供热,既能在现有设备的基础上增加能源动力厂的供热能力,又能减少汽轮机组的冷源损失,并有效地实现二氧化硫的减排和水资源的最大化利用,是一项节约能源、改善环境的有力措施。莱钢股份有限公司能源动力厂老区热电区域新建4#25MW发电机组由一台130 t/h蒸汽锅炉提供蒸汽,机组抽汽用于工业发电用汽和居民采暖,为了节约能源,2011年公司对新建4#25MW发电机抽凝机组进行了低温循环水供热系统的改造,取得了良好的经济效益。本文对机组改造工艺和原理以及控制系统的设计和控制功能的实现进行了论述,同时对经济效益进行了分析。

2 循环水供热热力系统工作原理

莱钢生活采暖东线4#发电机组低温循环水供暖工程,是利用汽轮机冷凝器作为一级加热器,相当于总换热站的热交换器,热网中的热用户相当于冷却塔,利用汽轮机排汽的汽化潜热加热热网循环水进行供暖,循环水在凝汽器中吸收热量送到热用户散热后,再到凝汽器吸收循环,从而将汽轮机排汽的汽化潜热加以利用,消除了冷源损失,使热电厂的热效率大大提高。当循环水流量和采暖面积一定时,在需要较高的供暖水温度时增加汽轮机的电负荷,从而增加排汽量,真空降低,当需要较低的供暖水温度时,减少汽机的电负荷,真空升高,当循环水温达到要求保持不变时,保持汽机电负荷不变,处于稳定运行[1]。

3 循环水供热热力系统改造项目

莱钢循环水供暖工程采用4#发电机机低真空运行作为热源,改造中保留机组原有的循环水系统,同时在凝汽器入口母管及出口母管上,接入循环水供热系统。针对排汽温度的升高和循环水压力的变化会对凝汽器的安全运行产生一定的影响的特点,在冷却塔循环水进出口母管阀门增加了电动调节阀,用来调节冷却塔循环水进出水量,当循环水出水压力大于0.6MPa时,通过调节阀自动调节出水压力,在冷却塔循环水进口母管增加变频循环泵,当循环水回水温度高于65℃时,通过原循环水入口变频循环增压泵加入冷水,降低冷凝器循环水进水温度,达到发电机发电和供暖的和谐。

4 系统构成

循环水自动控制系统硬件采用T R I C O N系统,TRICON系统3007主处理器是一个现代化的可编程序的逻辑和过程控制器。它提供了一个高水平的容错装置,容错是TRICON系统装置的最重要的能力,它可以在线识别瞬态和稳态故障并采取适当纠正措施。通过三重模件冗余(TMR)结构提供容错。这个系统装置由三个等同系统支路所组成(除了双冗余的电源模件),每个系统支路均独立的执行控制程序与另外两个支路并行。硬件决定机构质量并检验所有来自现场的数据输入和输出;模拟输入经过一个中间值选择过程处理。由于每个支路与其他支路是隔离的,任何支路中的单点故障都不能传递给另一个之路。如果一个硬件故障在另一个支路发生,则故障支路就被另一个之路所取代。TRICON在线期间可以拆除和更换故障支路中故障模件,而且不必中断工艺过程。

软件采用TRISTATION 1131组态软件完成工程组态、系统维护调试、在线修改程序、在线下装程序和离线模拟试验等功能,利用TRI-VIEW HMI界面开发软件实现人机界面交互、人机界面开发、实时报警服务器组态、历史报警记录至SQL组态、实时趋势操作、长久趋势操作、历史趋势操作、报表打印、授权管理、服务器与客户机通讯等工程基本应用。

5 系统控制功能

5.1 变频循环泵联锁控制

该系统有两台变频循环泵,通过控制变频循环泵的启停来控制是否要给冷凝器循环水加入由冷却塔来的冷水,达到降低循环水温度的目的,需调节循环水母管温度在65℃以下,以满足凝汽器对冷凝水的温度要求,以1#变频循环泵为例,联锁解除的情况下,操作工可以单机启停设备,在联锁投入的情况下,当回水温度高于65℃时,变频循环泵自动启动,温度降至65℃以下后,变频循环泵自停。下图为1#变频循环泵联锁控制逻辑图,2#变频循环泵联锁控制逻辑图与1#相同。

5.2 变频器PID自动调节

系统通过变频器来调节冷却塔循环水进出水量,以满足凝汽器对冷凝水的温度要求,以1#变频器为例,联锁解除的情况下,操作工可以手动设定变频器转速,从而控制加入循环水母管的冷水量,在联锁投入的情况下,设定PID自动调节温度为65℃,正常时,供热系统循环水可形成自循环,当热用户耗热量减小,回水温度高于65℃时,变频循环泵自动启动,PID自动调节开始工作,自动调高转速,增大进水量,当温度降至6 5℃以下后,变频循环泵自停。操作工可以通过画面设定PID自动调节块的P、I、D参数,

5.3 变频器故障复位

变频器故障状态下,变频循环泵在联锁投入和联锁解除的情况下都不能正常启停,只有故障复位后才能正常控制变频器,变频器故障复位作为变频循环泵联锁控制的条件之一,确保泵的安全运行。

5.4 回水调节阀PID调节

该系统有两台回水压力电动调节阀,有手动调节和自动调节两种调节方式,手动状态下,当系统降温补水导致回水压力高于0.6MPa时,操作工通过画面手动设定阀位控制值,加大出水量,降低回水压力,回水压力正常后通过手动设定值调节阀位到正常范围。自动状态下,回水压力电动调节阀PID自动调节起作用,当系统回水压力高于0.6MPa时,PID自动输出阀位控制现场调节阀,降低回水压力,压力过低时,阀位输出值自动减小保持压力在正常范围内。

6 结束语

4#25WM汽轮机低真空供暖全天24小时运行,莱钢冬季采暖天数是120天。

(1)停用冷却塔循环水泵可节电:

120天×24小时×450=1 296 000 kW·h

(2)停用冷却塔可节约水:

节约冷却塔蒸发损失40 t/h、冷却塔风吹损失3.5 t/h、排污损失22 t/h,共可节约水120×24×65.5=18.86万吨。

(3)改造后4#发电机供暖系统节约换热站用电量

120天×24小时×200=576 000 kW·h

经济效益分析:年实现节节水18.86万吨,节电187万kW·h

另外,在热电联产集中供热原则下,汽轮机凝汽器组低真空运行循环水供热,充分利用了汽轮机的排汽余热,实现了能源阶梯利用:在不增加锅炉的情况下,增加了能源动力厂的供热能力,提高了能源动力厂的能源综合利用效率,具有显著的节能和环保效益。与集中供热锅炉房相比,投资少、见效快,并节约用地、减少大气污染、减轻运输负担,具有显著的社会效益。4#汽轮发电机低温循环水供热项目实施后,将可为莱钢多个小区提供采暖供热,大大地减少外排二氧化硫的量,有利于保护厂区周围的大气环境质量与生态环境质量,为实现清洁文明生产作出贡献。

参考文献

DCS系统电力工程论文 篇8

关键词：DOS石油化工控制站应用

一.DOS在石油化工系统中的应用

70年代，炼油和石油化工这些以石油原油和天燃气为原料的流程工业发展非常迅猛，如我国那个时期就引进了多套年产30万吨乙烯为首的整套装置，其它还有大型化肥、化纤、塑料合成橡胶等装置，所以DCS在市场细分中以满足石油化工等流程工业为主，这是市场的需要。在这些行业中，温度、压力、流量、液位的检测和控制占了绝大部分，所以这些模拟量的数据采集和控制成为DCS的首先应满足的功能，而DCS的前身(集中计算机控制系统)，已有了成熟的DD C(直接数字控制)技术；此外石化工业中，在塔、釜、罐等大型工艺设备运转中，少不了各种机电设备如风机、泵类及各种阀门的开关量的检测和控制，所以开关量的顺序控制也是很重要的，这是DCS应满足的第二个功能；在石化工业中，反应罐等设备是间歇式工作的，即一批原料投入，经过反应，形成产品，产出后，经过间歇，再投第二批原料，这种批量控制是石化行业中不少产品的生产装置的控制形式，这要求开关量、模拟量结合进行控制，现在也有称它为混合控制系统(HybridControlSystem)。当然，除此三项控制功能外，还有人机界面友好、安全可靠、易于安装、容易使用、便于维护、便于扩展和升级换代等要求。另外在石油化工大型装置和中、小型装置要求对应DCS产品又有所细分，所以产生了大型DCS和中小型DCS产品，而且各DCS厂家在应用实绩方面也产生了细分市场，如有些厂家的DCS产品用于锅炉控制能力更强，有些厂家的DCS用于海上采油平台业绩更多等等。

二.DCS的主要构成

DCS主要由控制站、操作站和工程师站、数据通信及网络等三部分构成。

1、控制站DCS系统中，控制站是一个完整的计算机，实际运行中可以暂时在不与操作站及网络相连的脱机情况下，完成过程控制策略，保证生产装置运行。从计算机系统结构来说，控制站属于过程控制专用计算机，其微处理器从8位发展到今天的32位甚至64位。控制站作为一个完整的计算机，它的主要I／O设备为现场的输入、输出处理设备，即过程输入／输出(PI／O)，包括信号变换与信号调理，A／D、D／A转换。在信号变换过程中采用隔离技术以防止来自现场的干扰信号，以及与现场连接的端子及输入、输出信号的物理位置的方便确认，这是至关重要的。

控制站是整个DCS的基础，它的可靠性和安全性最为主要，死机和控制失灵的现象是绝对不允许的，而且冗余、掉电保护、抗电磁干扰、构成防爆系统等方面都有效而可靠，才能满足用户要求。

2、操作站和工程师站DCS系统形成初期操作站各工程师站合一，即操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和高级语言功能等。其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Vtility)功能。

DCS操作站是典型的计算机，有着丰富的外围设备和人机界面。目前大多数DCS操作站和工程师站已采用高档P C机或工控机，WindowsNT(或Windows98以上)操作系统、客户机／服务器(C／s)结构、DDC(动态数据交换)或OPC(用于过程控制对象链接嵌入)接口技术，可通过以太网接口与管理网络相连。在采用通过监控图形软件(如iFIX、Intouch)这一点上，各DCS厂家做法不一，有的厂家以此为平台，形成“软DCS”操作站，这多用于中小型DCS系统，或以此类软件为核心，进行二次开发；有的厂家对原来的组态软件进行改造，使之符合上述特点，满足系统开放要求。操作站要实现其多项功能，必须完成数据组织和存储两方面任务，如与工位号相关的一些数据，在操作站中要对由某控制站某端子与现场仪表相连的，由物理位置决定的工位规定工位号(即特征号或标签Tag)各工位说明(可以用汉字)，使之與工艺对象一致，以保证工艺操作人员的操作，工位号可以在整个系统中通用。其它还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管总貌画面组态、工艺单元或区域组态等，这些均组织成文件，最终形成数据库，存储在硬盘的相应区域，使数据具有独立性和共挚性、保证数据的实时性、完整性和安全性。

DCS系统组态、操作站组态、控制站组态(上小节中已讲到)均有相应软件，为DCS用户的工程设计人员提供人机界面。

3、数据通信及网络上两节所述控制站、操作站、工程师站，均为通信网络的节点，DCS网络上的节点还可能有上位机(或称高级控制计算站)、与工厂管理网相连的网关等。DCS网络是DCS的生命线，在DCS整个系统的实时性、可靠性和可扩充性方面起着重要的作用。

在当前DCS中通信功能的发展是与全厂管理网络(以太网)技术相融合，逐渐实现通信网络由多重结构向扁平化过渡，所以更具有开放性。

Ds C系统的规模与通信能力有关系，而通信的复杂性主要表现在品的互联问题，这样才能够既保证了系统的扩展性，又保护了用户的初期投资。到目前为止，IEEE802.4令牌总线传输方式的通信协议和IEEE802.5令牌环网传输方式的通信协议在DCS系统中应用最广，又近年来因为采用以太网的互联网的普及以太网技术的提升，IEEE802.3办公自动化用局域网标准(人们俗称以太网标准)在DCS系统中已有多家采用。

三，DCS在石油化工行业应用中遇到的问题

1、选型问题

石化行业在应用DCS中，无论新建项目或是改造项目，首先是DCS的选型问题。监於各种DCS有其通性，而且参与竞争的DCS厂家或系统集成商较多，所以各设计院或业主在标书中均不指定DCS的型号，只规定I／O点数、控制回路数、控制室与现场工艺装置之间的物理位置、人机界面要求、先进控制或数学模型优化等方面的要求、与整个企业管理网络之间关系等项要求，标书中为了显示公平、公正、公开的原则，还提出DCS应符合各种标准或特殊的性能指标等等。这里要提醒买方，由於这些年国产DCS水平提高，应在标准和各项特殊指标和投标资格的规定方面给以重视，如以往在标书中多列出国际或国外的各项标准，而对国内DCS等相关标准重视不够或不了解，如目前国内DCS是依据GB／T、18271.1 2000、GB／T、18271.22000、GB／T、18271.3 2000过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序等标准，这应列入标书中，这种要求是正当的，正直的。

2、服务问题

DCS发展到今，DCS厂家的硬件、软件自己生产的部分愈来愈少，而提供全面解决方案(Solutions)，却成了时髦的口号，这其中包括了多项软技术，所以服务问题成了DCS厂家或系统集成商的新亮点。如何全面的为用户服务呢?对一个工程项目来说，包括前服务、中服务、后服务。DCS是技术含量很高的产品，所以在合同签订前的方案认证、报价，技术谈判等方面，DCS是厂家应无偿的服务；在合同签订后，开工后、投产前硬件方案最终确认，软件(指系统组态等)编制和键人生成，整机出厂前的验收，工程技术人员和操作人员的技术培训等中期服务是义不容辞的；货到现场后的开箱验收、整机现场安装通电验收、回路静态连调、顺序控制逻辑关系的确认。直至整个工艺装置开车中系统投运的指导，程序修改后的拷贝和工程验收，这是后服务。后服务可以延伸至保质期内的维修服务(无偿)及以后的日常运行中的有偿维修服务(全球24小时响应)等及Internet网远程服务。这些都是现在应该享受的，这是DCS厂家或系统集成商的义务。这方面国内DCS厂家应该有条件做得更好，而且前正是弱项，应该迎头赶上。