电厂热控 DCS 控制保护回路误动作原因与处理措施研究

引言

分布式控制系统（DCS）目前被广泛应用于冶金、电力、石化等领域，主要由监控系统、数据采集系统、模拟量控制系统等组成。将 DCS 控制保护系统应用于电厂，既能保证电厂机组的安全运行，又能提升电厂的自动化控制水平，大大减轻了工作人员的劳动强度，降低电厂的生产经营成本。但由于 DCS 是由计算机控制系统、通信单元、I/O 卡件、显示单元（CRT）及大量的通信线缆组成，因此极易受到各种主客观因素的影响造成控制回路误动作，影响电厂的稳定运行，提高了安全事故发生的概率。因此，必须加强其抗干扰能力，提高 DCS 控制系统运行的稳定性，确保电厂生产的安全性和连续性。

1 电厂热控 DCS 控制保护回路误动作危害分析

首先，保护回路误动作可能导致设备在不需要的情况下被错误地关闭或启动，这可能会导致设备损坏。例如，如果一个阀门在设备正常运行时被错误地关闭，则会导致设备停止运行或造成其他故障。其次，电厂的稳定运行依赖于各种设备的正常运行，如果保护回路误动作导致关键设备停机或故障，可能会造成生产流程中断，影响电厂的发电能力，给企业带来经济损失。另外，保护回路误动作可能导致设备运行处于异常状态，如超压、超温等，这可能引发安全事故。除此之外，如果保护回路误动作导致有害物质未经处理就排放到环境中，可能会造成环境污染。最后，如果保护回路误动作导致设备运行异常，还可能对现场工作人员造成人身伤害。因此，应采取有效的措施预防和处理电厂热控 DCS 控制保护回路误动作，以降低其对电厂稳定运行和安全生产的影响。

2 电厂热控 DCS 控制保护回路误动作的原因

2.1 硬件设施故障

在整个电厂热控 DCS 系统当中，硬件设施为其执行部位，根据所接收工作指令自动运行。在电路接触异常、元器件损坏、电流电压电源标准输出不良的情况下，接收到的工作指令可能存在差错，根据错误工作指令执行的操作会使自身出现故障，影响相关联的监控系统的运行，进而引发驱动效果异常。DCS 系统如出现指令信号错误，则硬件在错误信号的指引下，将导致整个控制保护回路发生误动作故障。热工原件出现故障的主要原因是元器件设施质量不合格，当元器件质量不符合试验和测量标准时，会存在故障隐患，有可能引发 DCS 系统控制保护回路误动作。DCS 系统的地线、零线、火线、电缆以及电线在长时间的使用下，极易出现保护层破损及老化情况，致使线路暴露，出现因硬件设施故障而导致电线混电的情况，该状况下一旦出现热控误动作，将直接引发火灾，安全隐患极为严重，必须引起重视。

2.2 信号干扰

首先，通信干扰是导致电厂热控 DCS 控制保护回路误动作的主要原因之一，具体表现为热控 DCS 控制保护回路与其他系统之间存在通信联系，可能受到其他系统的电磁干扰，导致信号传输不稳定或出现误码，从而引起误动作。其次，热控 DCS 控制保护回路中的设备可能受到周围电磁场的影响，导致信号线受到电磁干扰，从而引起信号传输不稳定或误码。除此之外，接地不良问题也可能导致信号线上的干扰无法有效传导到大地，从而引起信号传输不稳定或误码。需要注意的是，设备与电缆之间的耦合也会导致信号线之间发生干扰，进而引起信号传输不稳定或误码。

3 电厂热控 DCS 控制保护回路误动作处理措施

3.1 硬件故障处理措施

针对由于硬件故障引起的电厂热控 DCS 控制保护回路误动作问题，首先需要定期开展检查和维护工作，这也是预防硬件故障的重要措施。通过定期检查，可以及时发现硬件设备可能存在的问题，如磨损、老化、松动等。一旦发现问题，应及时进行维护或更换，确保硬件设备处于良好的工作状态。其次，对于使用时间较长的硬件设备，应建立老化管理制度，定期评估其性能和可靠性。对于性能下降或可靠性不高的设备，应及时进行更换，避免因设备老化引起的故障。当硬件设备发生故障时，应对故障进行诊断和定位。根据故障类型和严重程度，可以采用适当的维修方法，如更换损坏的部件、调整设备参数等。对于无法修复的设备，应及时进行更换。除此之外，随着科学技术的不断进步，硬件设备也在不断升级和改造。通过升级或改造硬件设备，也可实现设备性能和可靠性的提高，从而降低故障发生的概率。

3.2 信号隔离与屏蔽

信号干扰是导致 DCS 控制系统误动作的一个重要原因，尤其是在电磁干扰（EMI）频繁的工业环境中，信号传输的稳定性至关重要。通过信号隔离与屏蔽技术，可以有效减少来自外部系统的通信干扰和电磁干扰。屏蔽线缆和信号隔离器的应用，已被证明能显著提高信号的抗干扰能力。例如，在某公司的 DCS 系统中，通过采用双层屏蔽线缆，信号传输错误率减少了 50% 。此外，合理规划信号线路的布局和走向也是减少干扰的重要手段。特别是在复杂的工业环境中，DCS 信号线路的布线应尽量避免与高压电缆、变压器等干扰源近距离接触，以免引发不必要的信号串扰。实验表明，当 DCS 信号线距离干扰源不足 10cm 时，误动作的发生概率高达 70% ；而当距离增加至 30cm 以上时，误动作概率降至 5% 以下。因此，在实际工程中，合理设计线路布局并配合信号隔离与屏蔽技术，是保障系统稳定运行的重要策略。

3.3 加强员工培训

根据电厂热控 DCS 控制保护回路误动作历史情况可知，导致出现误动作故障的主要原因是人为操作失误，其也是导致电厂经济损失的主要因素。因此，必须重视电厂 DCS 系统操作人员综合素质的提升。在招聘相关操作人员时，要对招聘指标进行优化，将操作人员的工作经验和专业技术水平作为参考重点，按照岗位的实际操作情况进行岗位需求与职责的设置。针对技术更新问题，要完善电厂一线操作人员的内部培训计划，在操作人员正式上岗前、系统改良时进行岗前培训，严格按照 DCS 系统操作标准进行教学，明确各个岗位的工作职责，引导操作人员树立责任意识和安全意识，端正工作状态，确保所有上岗员工培训达标。

结束语

通过实践可知，电厂热控 DCS 控制保护回路误动作主要受硬件、软件、人为以及环境因素的影响，电厂可借助把控硬件设备质量安全，规范逻辑参数，优化电源切换与抗干扰能力，加强员工培训与监督检查等操作，切实降低误动作故障发生的可能性。DCS 控制系统在发挥优越性的同时还存在一些不足，主要问题为兼容性差。当前各个设备厂家虽然采取了标准的通信方式及通信规约，但在通信协议里也会加入非标参数，由于电厂机、炉、电控制系统要求不同，因此采购的装置及元器件很难做到共享通用，从而造成了资金的浪费。因此，要想 DCS 控制系统得到广泛应用，必须加强通信协议及元器件的开放性、兼容性，从而更好地发挥其优势。

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