火电厂DCS性能考核试验与可靠性分析

　　一、存在问题

　　随着计算机控制技术的快速发展，DCS的人机接口频繁更新，控制器不断升级，使许多机组投产不久就面临控制系统的升级与改造。改造后的DCS具有灵活的人机界面功能和强大的数据储存与处理能力，大大提高了控制系统分析效率，同时也存在一些需要完善之处。

　　1.l DCS覆盖范围增大与设备配置缩减

　　随着DCS在火电机组控制中应用的逐步成熟，125MW以上机组在基建与改造中已普遍采用了DCS。近年来，DCS控制功能的覆盖范围不断增大，由最初的模拟量控制系统(MCS)、炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制系统(SCS)、数据采集系统(DAS)等基本功能扩展到电气控制系统(ECS)、旁路控制系统(BPC)、吹灰程控，以及数字式电液控制系统(DEH)、给水泵汽轮机电液控制系统(MEH)、脱硫控制、外围辅助控制等的一体化控制，范围几乎包括了电厂的所有设备。目前，大多数机组控制系统除保留少量用于紧急停机、停炉的后备手动操作按钮外，所有控制、保护和监视功能全部集于DCS,DCS的安全性和可靠性对机组的安全运行起到了越来越重要的作用。但是，随着市场竞争的加剧，为了降低成本，DCS制造商不断缩减设备配置，将系统优化的空间几乎挤压殆尽，导致DCS性能下降。

　　1.2 控制器能力的增强使故障风险集中

　　在目前采用的DCS招标技术规范中仅对I/0模件的分散配置做了详细规定，而对于控制器的配置，除了对负荷率有具体要求外，仅笼统地规定应遵循功能分散和物理分散的原则。随着CPU芯片主频的提高，使得DCS控制处理能力不断加强，DCS制造商以满足负荷率为标准，减少控制器数量来取得价格的竞争力，结果造成DCS控制分散性下降，使故障风险集中，严重影响了系统整体的安全性和可靠性。有些DCS虽然通过硬件升级满足了负荷率的要求，但控制软件并无太大变化，无法实现复杂的控制功能，降低了系统的总体性能。

　　1.3 新控制系统的稳定性与可靠性

　　由于广泛采用市场化产品降低成本，使DCS总体工艺水平较低，存在许多故障隐患。部分国产DCS的

　　网络故障率很高，造成控制系统死机的情况越来越频繁;有些DCS甚至无法实现正常的在线下载功能等，致使在运行阶段不断对DCS功能进行升级、开发和完善，严重影响了机组的安全运行与正常维护。

　　1.4 基建工期压缩使控制系统调节性能下降

　　由于电力紧缺使电厂建设工期不断压缩，使控制系统调试时间减少，造成控制系统的调节性能普遍呈下降趋势。以某火电厂60OMW进口机组为例，在对主要自动调节系统调节品质的考核试验中，共获取测试数据143项，试验合格率为51.75%。目前国内采用的DCS技术规范中，对控制系统性能考核试验并未考虑对调节系统性能指标的考核，因此失去了对DCS性能要求的一个约束手段，而控制系统的调节性能对于机组的长期稳定运行起着至关重要的作用。