火电厂 DCS系统在线组态修改的注意事项及实例
摘要：在火电机组调试运行过程中，经常因为某些方面的原因，在机组调试运行的时候需要修改逻辑组态。不同的DCS系统在线修改组态的要求不同，有的DCS支持在线修改在线下装，有的DCS系统却不支持在线修改，需要等到机组停运才能修改下装。修改组态需要非常慎重，否则可能会引起机组跳闸，造成设备损坏。
关键字:DCS，组态，注意事项，实例
正文：
1、DCS系统介绍
DCS是分布式控制系统的简称，全称为Distributed Control System。国内一般习惯称为集散控制系统或分散控制系统。简单讲，它就是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。一套成熟的DCS系统一般主要由现场控制站、数据通讯系统、人机接口单
元、机柜、电源等组成。系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。 硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。
根据不同的工艺可以选用不同的DCS厂家及系统。国际品牌的厂家主要有艾默生、ABB、AB、福克斯波罗、横河、霍尼韦、西门子，国内品牌主要有和利时、浙大中控，浙大中子。在火电厂中常见的DCS系统有艾默生、ABB、福克斯波罗、西门子、和利时等。不同的DCS系统，逻辑组态修改有所不同。
2、 DCS系统在线修改组态的注意事项
DCS组态包括硬件组态和软件组态两种，其中硬件组态包括工程师站、操作员站的选择及硬件配置、现场控制站的选择等。软软组态包括基本配置组态和应用软件组态，基本配置组态是给系统一个配置信息，应用软件组态包括控制算法软件组态和图形软件组态两大部分。软件组态的内容比较丰富，是指在系统配置了组态软件的情况下，用户不需要编程就能方便地设置控制参数、选择控制策略、构成控制系统、绘制显示图表、建立有关数据库等，从而生成所需要的应用软件。
中国在线编程
DCS组态软件的任务就是完成应用软件的组态、DCS在硬件结构上大致分为操作员站、工程师站、现场控制站，相应的系统软件是工程师站组态软件、操作站监控软件和现场控制站软件。工程师站组态软件主要针对不同的应用领域先离线进行，投入运行后也能根据现场控制情况在线组态。
火电厂DCS系统在线修改组态时，对于修改后即可在线生成的DCS系统，修改组态要慎重，做好必要的安全防误动措施。修改处理原则是先连接输入，检查逻辑运算结果，后连接输出。若将输出直接与某些连锁动作相连，则可能是连锁误动作从而引起危险。修改后做好写盘，拷贝到副控，保存组态文件到上位机，并填写修改记录。
对于修改后不会在线生成，修改后下装才会执行的系统，在下装前需要将输出信号做强制处理，或者将连锁条件处做强制处理，检查确认强制值不会引起连锁动作后执行下装，下装完成后首先检查修改后组态的运算结果，运算结果正确且不会引起相关连锁动作时，将强制的模块释放。完成后做好组态备份，填写修改记录。
3、DCS系统在线修改组态实例
3.1. 某电厂PLC系统掉电后丢失监视数据
在外部电源丢失，控制系统监视数据变为坏点。读取控制组态，发现无数据读取，检查控制器状态时发现控制器状态异常（INTF指示灯处于红状态），下装控制组态后亦不能恢复正常。
经检查确认网络连接正常，电源符合标准，仅是控制器故障。在下装控制组态后仍不能恢复正常，可能原因是在外部电源失去切换至UPS电源过程中导致控制器配置文件丢失。将控制器配置文件下装至控制器，然后暖启动（warm up）控制器（需要暖启动否则不能正常运行）后恢复正常。确认是电源切换过程中控制器配置文件丢失。
在外部电源恢复后，经多次电源切换测试，发现在电源切换过程中，有时会发生控制器丢失配置文件的现象，原因为UPS电源切换时间较长，且控制器内未装配电池，导致控制器短暂失电状态使配置文件丢失。厂家更换UPS控制板件，再做电源切换试验，重复五次试验均未发生丢失配置文件的现象，确认外部电源丢失切换至UPS电源供电过程中不会再次发生此类状况。
3.2. 某电厂ABB 控制系统DCS系统受电后控制器故障
在DCS系统受电恢复完成后，检查控制器状态，发现部分控制器处于故障状态。检查控制器设置参数正确，网络连接正确。复位后仍不能恢复正常。
由于ABB控制系统的控制器与卡件之间使用排线串联连接，除了控制器本身故障外，在任意一个卡件故障、卡件相互间连线断线等原因都会造成控制器处于故障状态，故无法确定造成故障的具体原因。
由于原因较多，采用排除法逐个排除。首先对控制器进行确认，将故障控制器与无故障的控制器相互交换位置，原故障控制器不再显示故障状态，故排除控制器本身故障。利用终端电阻对卡件及卡件间连线进行检测：将终端电阻从回路尾端拆至第一个卡件末尾，然后复位控制器，检查控制器状态，若为故障，则故障发生在第一列卡件或者控制器与第一个卡件间连线上。若无故障，换至第二列卡件末尾，以此方法逐段排除。在第三列卡件末尾时发生故障，更换一根连线后故障依旧存在，所以确认故障应该发生在卡件上。经观察发现有几个卡件插槽间缝隙较大，应该处于虚接状态，检查确定是卡槽上下两端固定端比较松动，卡槽固定不牢固致使卡槽间虚接。将卡槽固定好后重新复位控制器，控制器恢复正常，检查其他控制柜，发现卡槽大多数处于固定不牢，卡槽间虚接现象，所有控制柜卡槽
重新固定后检查其他故障控制器，故障报警消除。此故障原因即为卡槽固定不牢致使卡槽接虚接引起的控制器故障报警。
3.3.某电厂西门子DCS系统监视画面数据变化滞后显示
在机组正常运行时发现，炉膛压力显示数据不能够实时跟随实际值变化，数据显示比实际值慢半拍。严重影响运行人员对运行状况的监视和判断，会导致错误的操作，影响机组安全运行。
经分析发现，炉膛压力量程为-4kPa—+4 kPa，为便于运行人员监视分析，将量程改为-4000pa——+4000pa。在数据范围变大后，DCS系统数据显示会有一定的滞后性，导致了数据显示比实际值慢半拍的现象。经过检查和试验，确定属于系统固有缺陷，模拟量输入输出模块已经接收到变化的数据，只是显示数据滞后。由于模拟量输入输出模块具有超出量程外的数据也可以显示这一特性，为使显示跟随实际值变化，将显示模块的数据量程减小为-400pa——+400pa，修改后数据显示跟随实际值变化，在实际值超出量程范围后亦可显示，利于监视。
3.4. 某电厂给水泵最小流量阀关闭不当引起给水调节切手动
在机组试运过程中，汽动给水泵在自动状态下运行，运行人员在调整机组负荷时给水泵切除自动状态，造成汽包水位大幅波动。经查看原因为给水流量偏差大造成的给水泵切手动。
给水泵最小流量阀开关根据给水泵入口流量大小实现阀门开关，最初的组态设计是在给水泵入口流量小于25%额定流量（325t/h）时开最小流量调节阀，给水泵入口流量大于25%（325t/h）时关最小流量调节阀。这样设计时在最小流量调节阀开关过程中会使给水流量大幅波动，而给水流量与给水流量给定值偏差大将使给水自动切手动。在考虑到此方面因素后，预想更改为折线控制方式，经过试验，没有得到合适的曲线使最下流量调门开度适应流量变化。最后结合运行人员及机务调试人员意见，保留最小流量调节阀在给水泵入口流量小于25%额定流量（325t/h）时开调门，删除自动关闭条件，由运行人员手动调节更加利于机组安全运行。
3.5. 某电厂FSSS系统燃烧油跳闸逻辑修正
锅炉正常运行中，燃烧不稳等原因造成单只油火检频闪，有时丢失火检长达2-3s之久，而燃烧器没有跳闸。如果确实是失去火焰且失去火焰的油燃烧器数量达到一定数目，且油
未及时跳闸，或造成过量燃料堆积进入炉膛，导致爆燃现象的发生，严重可能发生炉膛爆炸的危险。
控制组态设计是：油角阀关位信号消失10s后且火焰检测失去超过3s即视为运行且无火，跳闸油燃烧器。运行结果是锅炉油燃烧器正常投运时，在火检丢失后3s后才触发油燃烧系统跳闸，这样设计可以避免了火检闪烁引起油燃烧器误动跳闸，却在无形增加了炉膛爆燃的风险。
为避免偶然发生的多个油燃烧器同时失去火焰而造成炉膛爆燃的风险，将火检失去延时3s修改为0s，在运行中火检失去即跳闸燃烧器，提高了机组运行的安全性。
3.6.某电厂脱硫调试电机投切保护逻辑改进
某电厂脱硫调试过程中，主要的电机均为6KV设备，电机的启停允许条件众多，但由于设备受现场各种条件制约，好多设备保护无法投入，为进行调试任务，往往要在组态里面反复的强制与解除的设备的启停允许条件。由于需要强制的东西太多，容易影响设备的启停操作，且分不清哪些设备的联锁保护已投，哪些未投。为了方便运行及调试人员安全监视
设备的保护投入情况，对组态及上位操作画面的进行更改，让运行及调试人员能从画面直接看到每个设备保护的投入情况，且能够在画面自由的投入及切除保护，方便的运行人员的操作。当保护跳闸信号由于误报或者不正常工作时，调试、运行人员能第一时间在操作画面方便快捷的切除，以免引起不必要的跳闸，影响设备运行。

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