上世紀九十年代初，DCS剛開始在火電廠嘗試應(yīng)用時，由于DCS技術(shù)尚處于發(fā)展的初期階段，且沒有應(yīng)用經(jīng)驗，因此，在配置DCS的同時，還設(shè)計了大量后備監(jiān)控設(shè)備。后來的實踐證明，DCS不僅提高了機組自動化水平，而且相比傳統(tǒng)控制設(shè)備來說也是最可靠、最安全的設(shè)備。但是，實踐同樣證明，DCS仍然不可避免會出現(xiàn)故障，而且由于DCS是一個大系統(tǒng)，將機組的眾多控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)熔合成為一個不可分割的、相互獨立性差的大系統(tǒng)，局部故障常常會演變成全局性故障，因此，配置必要的獨立于DCS的后備監(jiān)控設(shè)備仍然是國內(nèi)外的共識，但是，目前的DCS后備監(jiān)控設(shè)備配置是否合理，究竟應(yīng)當(dāng)怎樣配置，仍然需要我們再思考和研究。

　一、DCS后備監(jiān)控設(shè)備配置的現(xiàn)狀

上世紀九十年代中后期，DCS被火電廠廣泛應(yīng)用，其控制功能范圍也日益擴大。電力規(guī)劃設(shè)計總院于1993年4月19日和1996年11月29日二次頒發(fā)的《單元機組分散控制系統(tǒng)設(shè)計若干技術(shù)問題規(guī)定》（以下簡稱《規(guī)定》），以及后來發(fā)布的《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL5000-2000）（以下簡稱《規(guī)程》）對DCS后備監(jiān)控設(shè)備配置原則和要求均做出了較詳細的規(guī)定?！兑?guī)程》要求后備監(jiān)控設(shè)備的設(shè)置應(yīng)滿足“當(dāng)分散控制系統(tǒng)發(fā)生全局性或重大故障時(例如分散控制系統(tǒng)電源消失、通訊中斷、全部操作員站失去功能、重要控制站失去控制和保護功能等)”應(yīng)“確保機組緊急安全停機”。第一版《規(guī)定》還明確要求“當(dāng)一個控制站故障時，能保證穩(wěn)定負荷下短時安全運行和安全停機”。

　    根據(jù)當(dāng)時的認識，具體規(guī)定如下：

　    1)應(yīng)設(shè)置獨立于DCS的后備操作手段

汽輪機跳閘

　    總?cè)剂咸l

　    發(fā)電機-變壓器組跳閘

　    鍋爐安全門(機械式可不裝)

　    汽包事故放水門

　    汽輪機真空破壞門

　    真流潤滑油泵

　    交流潤滑油泵

　    發(fā)電機滅磁開關(guān)

　    柴油機啟動

　    2)順序控制系統(tǒng)和模擬量控制系統(tǒng)可不配置后備操作器

　    3)機爐不宜配置常規(guī)報警裝置，必要時可按下列原則為每個單元機組設(shè)置不超過20個光字牌報警窗口。

　    目前，火電廠DCS后備監(jiān)控設(shè)備基本上均按上述要求進行配置，后備儀表只配置汽包水位和爐膛火焰工業(yè)電視，而常規(guī)報警裝置大多均已不再配置。

二、對DCS后備監(jiān)控設(shè)備配置原則的再思考

　    2.1DCS配置后備監(jiān)控設(shè)備的指導(dǎo)思想

　    我國火電廠應(yīng)用DCS的十幾年歷史中，DCS后備監(jiān)控設(shè)備的配置方案經(jīng)歷了不斷思考和演變的過程。今天，隨著實踐經(jīng)驗的增加以及電力體制改革提出的新要求，在研究DCS后備監(jiān)控設(shè)備的配置時，有下面兩個問題需要我們重新思考：

　    1)目前的后備監(jiān)控設(shè)備配置在DCS局部故障維持短時穩(wěn)定負荷下運行和全局性或重大故障而緊急停機的過程當(dāng)DCS發(fā)生全局性或重大故障時，目前機組配置的后備操作設(shè)備為我們提供了發(fā)出停機、停爐，啟動交、流潤滑油泵，打開真空破壞門等指令的手段，但是，停機、停爐是一個復(fù)雜的過程，需要進行一系列操作，這將全部依賴獨立于DCS的保護和聯(lián)鎖回路去自動執(zhí)行。任何一個熟悉運行的人都很清楚，其中有相當(dāng)一部分操作如果沒有被正確執(zhí)行將不能保證停機過程中機組的安全，例如：發(fā)出停爐指令后一臺磨煤機沒有停止運行、給水閥門或減溫水閥門沒有關(guān)閉，發(fā)出停機指令后主汽門或調(diào)速汽門沒有關(guān)閉，抽汽逆止門沒有關(guān)閉，潤滑油泵不能正常供油等這都將嚴重危及機組安全。事故調(diào)查也證明，保護和聯(lián)鎖拒動的現(xiàn)象也不是完全罕見的。

     當(dāng)DCS發(fā)生局部故障時，例如，一對冗余的給水控制器、汽溫控制器或爐膛負壓控制器故障，如果我們?nèi)韵刖S持短時運行，那么目前的DCS控制器配置以及后備監(jiān)控設(shè)備配置是否能滿足要求呢？答案也是否定的。

　    綜上所述，按當(dāng)今DCS及其后備監(jiān)控設(shè)備配置的情況下，當(dāng)DCS故障維持短時運行或緊急停機的過程中，均是在對機組主要安全操作和狀態(tài)完全失去監(jiān)控的情況下進行的，是否安全，聽天由命！

　    2)減少非計劃停運事故的要求對DCS及其后備監(jiān)控設(shè)備配置的影響隨著電力體制改革深化和廠網(wǎng)分開的實施，電力企業(yè)競爭日益加劇，各發(fā)電集團日益要求在確保機組安全的前提下，盡最大可能減少非計劃停運(啟動)造成的損失。而從部分范圍的事故統(tǒng)計來看，由于DCS故障導(dǎo)致機組非計劃停運大約平均每臺機組2～4年發(fā)生一次，因此，減少由于DCS故障導(dǎo)致機組非計劃停運次數(shù)成為當(dāng)前一個新的迫切需求。

　    令人擔(dān)心的是，在日益強化考核的壓力下，有些電廠當(dāng)DCS故障時，為了減少非計劃停機，在完全失去安全監(jiān)控的情況維持運行和發(fā)電，顯然這樣做潛伏著發(fā)生重大人身、設(shè)備事故的隱患。

　    為了解決新形勢下出現(xiàn)的這個課題，既要減少非計劃停機，又要確保安全，這也要求我們重新思考DCS及其后備監(jiān)控設(shè)備如何配置的問題。

　    2.2DCS后備監(jiān)控設(shè)備配置的原則

　    根據(jù)我們的研究，DCS后備監(jiān)控設(shè)備的配置原則應(yīng)規(guī)定如下：

　    1)當(dāng)DCS總電源消失時，憑借后備監(jiān)視和報警設(shè)備，通過硬接線回路，確保機組安全停止運行。

　    2)當(dāng)DCS操作員站顯示器出現(xiàn)“黑屏”或“死機”現(xiàn)象時，憑借后備監(jiān)視和報警設(shè)備判別控制器工作狀況，當(dāng)判斷控制器工作不正?；驘o法判別其工作正常與否時，運行人員可以通過后備操作設(shè)備，憑借后備監(jiān)視和報警設(shè)備，通過硬接線回路，確保機組安全停止運行。

　    3)當(dāng)DCS操作員站顯示器出現(xiàn)“黑屏”或“死機”現(xiàn)象時，憑借后備監(jiān)視和報警設(shè)備明確斷定涉及安全的主要控制器工作正常時，運行人員可借助后備監(jiān)控設(shè)備能安全的維持機組在穩(wěn)定負荷下短時運行，以提供迅速修復(fù)這類局部故障的機會，減少機組非計劃停運所造成的重大損失。

　    4)當(dāng)DCS的任何一對冗余的控制器（DEH控制器除外）故障時，通過該控制器中的重要安全信號在其它控制器中的備份配置，以及必要的后備監(jiān)控設(shè)備能安全的維持機組在穩(wěn)定負荷下短時運行，以提供迅速修復(fù)這類局部故障的機會，減少機組非計劃停運造成的重大損失。#p#分頁標(biāo)題#e#

　    新的DCS后備監(jiān)控設(shè)備配置原則與過去的相比有如下特點：

　    1)提高可操作性根據(jù)過去規(guī)定，當(dāng)DCS發(fā)生全局性或重大故障時應(yīng)確保機組緊急安全停機，那么全局性或重大故障如何判別呢？除DCS電源消失和重要控制站失去功能較易判別外，其它故障的現(xiàn)象均表現(xiàn)為操作員站顯示器出現(xiàn)“黑屏”或“死機”，此時，有可能僅僅是操作員站、服務(wù)器或通訊故障引起，也可能同時伴有控制站一起故障，而前者和后者的事故處理方式顯然可以是不同的。因此，新的配置原則從操作員站出現(xiàn)“黑屏”或“死機”現(xiàn)象出發(fā)，提出判別DCS故障范圍的要求，使設(shè)計和運行可操作性大大提高。

　    2)減少DCS故障非計劃停運的次數(shù)新的后備監(jiān)控設(shè)備配置原則規(guī)定，當(dāng)操作員站全部出現(xiàn)“黑屏”或“死機”而判別涉及安全的主要控制器工作正常，或者DCS的任何一對冗余控制器(DEH控制器除外)故障時，應(yīng)確保維持機組在穩(wěn)定負荷下短時安全運行。

　根據(jù)作者提出的新的DCS后備監(jiān)控設(shè)置配置原則，其具體配置要求如下：