（神华准格尔能源有限责任公司矸石发电公司内蒙古鄂尔多斯市010300）
摘要：电厂热控DCS系统主要是由数据采集系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、数字电液调节系统以及锅炉炉膛安全监控系统组成，其最大的优势是既能降低工作人员的工作量又能保证发电机组的安全运行，使整个电厂的工作机组都可以在实时监控的条件下有序进行。虽然目前该系统发展逐渐成熟，但是其故障仍然存在。
关键词：电厂热工；DCS保护误动；拒动原因；对策
1DCS的基本介绍
DCS系统的灵活性和扩展性都较好，能够对工作画面进行操作，在控制和运算方面都有较大的优势。其运算功能可以应用在对现有工艺参数进行推断方面，并根据结果预测接下来的参数走向，并结合历史数据对该趋势进行分析，一旦发现任何与标准不符的数据，都会及时发出警报，以此来保护整个系统的运作，使整个运行装置都能受到DCS系统的监控，保证在工艺生产过程中能够被全方面的监管。在该项技术被广泛应用后，其使用范围迅速扩大，随之而来的是大量的装置问题。对于热控系统中的电缆、测量、控制系统以及工作系统等在室外的装置而言，无论哪一个结构出现故障，都会影响整个系统，进而引发热控DCS控制保护回路误动作或者运营机组跳闸，最终影响整个系统的正常工作。热控系统能否正常运行直接影响电厂经济效益的空间。
2DCS系统控制功能
在电厂控制系统中，DCS系统广泛用于电气控制系统各部分，基于操作指令的逻辑性分析，有效处理电气控制系统故障，同时充分发挥各控制装置的功能特性，有利于提升电气控制系统的整体质量与水平。DCS控制系统网络结构多采用双网冗余式结构，可靠性较强，通过网络点对点通信即光纤性传输媒介，提升了网络通信的安全性，降低了主干网络通信负荷，提升了电气系统控制构架的安全性及可靠性。此外，电厂工艺过程的不断优化也对于DCS技术提出了更高的要求，借助组态软件可实现CCS、DEH等控制功能；在火电厂烟气脱硫控制系统中的应用可降低劳动强度并提升运行效率；在脱销控制中，利用APS（自动启停控制系统）可实现功能性操作的统一性，并完成高效的实时监控；在电厂电气控制中，DCS系统的作用对象涵盖电源系统、发电机组、UPS系统等各类系统与装置，遵循数字化处理技术实现电机励磁调节及故障录波等过程的高效性，输入输出指令通过高效通信方式完成，具有强大的工作独立性。DCS系统功能的有效发挥可实现高低压用电高效切换、照明供电系统的优化以及发电装置的运行性能提升。在具体应用中，为充分发挥DCS控制系统的性能，需注意以下问题：（1）需依据系统特性对信息采集及保护装置进行统一性组态，全面提升DCS系统控制质量；（2）合理分配电气控制系统功能性组件，满足功能集中、风险分散的要求，提供全面的系统安全保障。
3电厂热工DCS保护误动和拒动的发生原因分析
3.1DCS软硬件故障分析
电厂热工DCS控制系统，是基于各项机械硬件与软件的配合使用而实现的，因此系统的基础就在于其软硬件，而当软硬件出现了故障，就可能造成保护功能的误动和拒动。电厂热工DCS控制系统中，其软硬件主要包括信号处理卡、输出模板、设定值模板以及CCS、DEH控制站，其中CCS、DEH控制站是较为常见的软硬件故障部位，其中的控制器时常会因为故障原因，而触发停机保护机制，此时DCS保护功能就会出现误动和拒动现象。此外，火力发电厂会对DCS系统进行一系列的启停检测，此项检测的实施主要是通过DCS本身的查询电压来完成的，而大多数的DCS控制系统，其为了防治外部电路对系统再次影响，会在每个端子板上设置保险丝，以此在短路或受到强电压时，保险丝会自行熔断，以此对整体电路进行保护，但保险丝为了起到保险的作用，其熔点往往较低，时常会因为设备高频率运作而熔断，此时电路通知系统保护功能就会启动或因为无法检测具体原因而产生误动、拒动。
3.2电缆接线故障分析
在现代社会发展的观念之下，多数的火力发电厂为了实现更高效率的运行，会对自身工作环境进行优化，以此来提高自身运作的频率，这样的做法在有相应的技术支撑前提下，确实可以良好的实现目的，但是因为火力发电站本身运行的特点，其环境当中可能产生高温、粉尘、潮湿等现象，此类现象会对发电厂内的电缆接线造成侵蚀，在时间的推移之下，电缆接线就容易出现老化现象，进而频繁发生短路等电力故障，此时DCS保护功能也会因为此类现象产生保护误动、拒动的现象。
3.3热工元件故障分析
热工元件是热工保护当中重要的组成部分，其主要功能在于信号的采集，属于整个热工保护系统的最前端工作，而如果热工元件的运行存在不稳定性，就会直接导致热工保护系统的安全性降低，此时就容易引发热工元件的故障现象，进而造成DCS保护功能的误动和拒动现象。此外，大部分热工保护系统为了良好的形成保护效应，会将自身热工元件的灵敏度设置的较高，此时对于电力系统运作的温度、压力、流量等测量元件，热工保护系统易形成误判，从而发出错误的保护信号，使得主辅机产生保护误动、拒动的现象。
3.4人工因素分析
虽然现代火力发电厂采用了自动化、智能化的设备来取代传统的人工作业，但在部分的工作环节上，依旧离不开人工，此时人工作业必然会存在一定的不稳定性，所以就会引发DCS保护系统检测到错误的信号，从而引发误动现象。常见的人工因素有：看错端子排接线、没有严格执行两票三制的制度、使用万用表时不规范等。
4预防DCS保护功能误动和拒动的对策
4.1严格把控硬件设备的质量安全
在电厂进行设备装置采购时，采购人员要拥有较强的专业技术，使其在选购时能够严格把控元件性能的安全性、可靠性以及其实际的应用价值。在成本控制上也能在进行厂家、元件比对时进行性价比的最优选择。尤其是电厂工作中较为核心的元件，企业在进行选购时一定不能将价格低廉列入选购标准之一，一定要选购质量合格的装置，确保整个系统的合理运行，降低日后工作中因系统故障而引发的经济损失。在应用设备进行工作时，要定期对其设备进行检修、维护，确保各个装置在工作中的质量安全性。在线路的保护问题上，长时间暴露于空气中的电线要标注使用年限，及时更换。对于埋在地下的线路，要对其进行一定举措的保护。
4.2优化热控保护与辅机控制的逻辑
外部因素的扰乱会导致信号指示发送失常，使热控保护系统的控制保护回路发生误动作，此种状况主要是开关位置的电路接触不良引起的。针对此问题，要用较低的容错率设计机组逻辑。在机组性能与其他运行参数进行重要的改变时，要及时地更改DCS控制保护回路中相应的控制参数、运行曲线以及分析数据，以保证机组能够安全运行。另外，对于容易出现系统设备和元器件故障的问题，可以对其系统进行逻辑优化，降低其故障风险。
4.3提高工作人员的综合素质并完善管理模式
电厂工作是由每个独立的员工进行自己的工作操作完成的，每个工作人员都应该拥有专业的工作技能与认真负责的工作态度。在技能方面，在招聘时就要严格要求，应该较为注重其专业技能与工作经验是否合乎岗位需求。在工作中对其进行统一培训，使其具有良好的技术水平，并通过适当的上岗操作，完成技能达标。在工作态度上，要让员工有清楚的责任意识与安危意识，使其能够从自身发展的角度考虑，进而在工作中能够以最佳的工作状态完成工作内容。电厂企业也是共同工作的整体，而整体的工作环境中应该有完善的管理系统，以此保证员工的工作质量与领导的公平管理。因此，在工作中要明确规定，严格遵守工作流程，例如对数据库的信息进行修改时，要对其信息进行备份保存。日常工作中要规范操作并进行工作内容的详细记录。
4.4采取冗余设计
对过程控制站的电源与中央处理器采取冗余设计，现已成为十分常见的一种形式，可以更好的保证热控保护系统可靠工作。在部分关键的热工信号装置内，可采取在线冗余设计方式，来源于同一处采样点的监测与判断信号，以及网络当中的核心测量通道应当分布在不同卡件之上，以确保能够起到均摊风险的效果，保障系统的稳定性。
4.5应用成熟技术
目前热控自动化与智能化的水平不断提高，相应的也就对热控自动化设备元件的稳定性提出了更为严苛的标准要求。应用以更加成熟化的技术手段以及稳定的热控组件，将能够大幅度提升分布式控制系统的稳定性。伴随着热控控制要求的显著增强，热控设备的投资也有明显增多，这时热控设备的稳定性将至关重要，必须选用能够稳定工作又满足现场使用工况要求的热控设备来提升分布式控制系统的稳定性与安全性。
4.6改善热控设备工作环境
热控设备的工作环境往往十分恶劣，对其工作环境的改善将会极大提高整体系统的稳定性。例如对现场设备接线盒采取密封、防潮、防腐蚀等措施；使现场设备尽可能与热源保持适当的距离，将有可能会产生干扰影响的设备尽量安放于工具架之上，若有需要还可对取样管采取适当的防冻处理。
4.7注重DCS电源切换的问题
在DCS系统当中其供电主要是通过两个独立的冗余电源来实现的，此两条供电线路在进行切换时，很容易造成设备电源的故障，例如电源环流等，而为了对此类现象进行预防，就需要在电源切换时重视其中的原理。在电源切换时，首先需要将某一电源作为主要负荷电源，在将另外的电源作为辅助电源，在此基础上将电源切换机制设置为：只要主电源正常运行，那么辅助电源则不会开启，以此首先可以降低电源切换的频率，其次当主电源失效时，辅助电源可以及时跟上，进而避免DCS保护功能误动和拒动现象。
4.8实施有效的DCS系统抗干扰措施
DCS的运行是否稳定对保护功能的触发有一定的影响，一般来说在DCS系统运行稳定的情况下，保护功能误动、拒动的概率会大幅度减小，但实际角度上，因为火力发电厂的环境相对复杂，所以容易导致DCS系统运行受到影响，降低了运行的稳定性，所以为了避免误动、拒动现象，应当实施有效的DCS系统抗干扰措施，以此来避免DCS系统受到外界因素的干扰，提高系统运行的稳定性。常见的DCS系统抗干扰措施有：在系统接地时，其接地线路应当选择截面大于20mm²的通道线，此线路可以有效的降低接地的电阻，此点标准值为2Ω；DCS系统的接地极方面需要尽可能的埋设与火力发电厂以外15m以上的区域，以此来控制DCS系统的接地点与强设备的举例，以此即可加强DCS系统的抗干扰能力。
4.9建立严格的人工管理制度
因为目前的火力发电厂运行依旧无法完全摆脱人工作业的方式，所以在某个角度上来说，现代火力发电厂依旧存在一定的不稳定性。在人工不稳定性的影响下，很可能会导致DCS系统产生误动和拒动现象，因此为了降低此因素的影响，火力发电厂需要建立严格的人工管理制度，以此尽可能的降低人工对系统的影响。严格的人工管理制度内容主要包括：工作规范、工作准则、工作内容、职责划分、处罚机制等等，其中工作规范、工作准则、工作内容、职责划分，主要是为了加强人工对工作的认知，而处罚机制则是为了加强人工对自身工作行为的管制，以免因为马虎大意的工作态度而对DCS系统造成影响。在人工管理制度完善的全体下，即可有效的降低人工不稳定性而引发的DCS系统保护功能的误动和拒动现象。
5DCS系统未来发展趋势
FCS是现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）的简称，它是用现场总线网络将现场各个控制器、仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场。目前新型的DCS已有很强的顺序控制功能；新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。而FCS则是由DCS与PLC发展而来，不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。通过使用FCS系统，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便，降低了安装成本和维修费用。不难从采用DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出，电缆在基建投资中所占份额很大，可见采用FCS系统后可以减少大量现场接线，节约很大一次投资，同时降低了安装成本，而且维护成本更低，将给企业产生非常大的经济效益。可见FCS系统已在一定程度上融合了DCS与PLC系统的特点，且大有赶超DCS系统的趋势，DCS以后的发展趋势将会是往FCS方向发展。FCS系统有望成为21世纪控制系统的主流产品。
结论
总而言之，伴随着当前相关科学技术与我国电力事业的快速发展，发电厂设备也实现了全面化的更新换代，系统技术优势更加突出，在运行稳定性与安全性上取得了前所未有的发展与进步。而热控系统作为热电厂发展的基础保障，对于保障发电安全与经济效益有着至关重要的作用价值。对于相关的企业而言，应在提高员工思想意识与专业能力的同时，应用系统化的逻辑设计与控制策略，来逐渐提升发电厂的热控保护水平，尽可能降低热控保护误动与拒动故障发生率。
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