火电厂DCS系统逻辑应避免哪些问题(一)
发布日期：2022-10-09 点击率：25
今天看了一个公司的事故通报，在暴露问题一栏里说了这么一段话，该集团在过去一年因热工、电气原因导致的机组非停较多，但热工人员未引起足够的重视，未排查出逻辑上的隐患。
在我们的日常工作中，往往是唯结果论的，出了问题，往往就是先一棍子打死，不管你之前的付出有多努力，过程有多精彩。但有时候，往往又不是唯结果论，往往在事故处理过程中满头大汗的被一阵表扬，而在后台精确制导的被忽略。
所以，电厂中被提拔起来的往往是机务专业，电热专业能到总助级别的都很少。
笔者是热控专业出身，无论是以前干项目，还是现在做生产运行方面的工作，基本都跳出了专业本身，因此笔者是有资格说这就话的。
笔者还说过一句话，如果一个专业总是出问题，这个专业的人总是存在感很强，那么这个专业的人应该换换了。而那些不起眼的专业，不起眼的人，却一直未发生大的问题，那么这个专业的人应该引起足够的重视。
笔者工作的第一年是做汽机运行，小机组机炉电三个运行专业，电气最闲，汽机其次，最忙的是锅炉。锅炉事故也多，而每次开会，领导都会对锅炉专业的某某夸奖一番。我记得当时的班长说，我们得找找存在感。
也有人说，有些专业不就应该不出问题吗？笔者觉得，所有的专业都不应该出问题，还是那句话，如果这个专业总出问题，而且没有好转的迹象，这个专业的人应该换换了。
在过去两年的工作过程中，笔者更加坚定这一点。只是很多人未参与其中，站在云端评头论足，评价往往是不客观的。就像开头说的案例，有了问题，没有人会分析当初热控这个工作为何没做到位，只是在批评热控专业没做到位。
既然说到了热控专业的问题，不妨跟大家分析一下，热工保护联锁逻辑中应该避免的那些问题吧！在分析过程中，我们由点到面，从最基本的点开始，逐步展开。这里需要提前声明一下，笔者所说的热工保护联锁逻辑，不仅仅指的设备的一些保护或者联锁，涵盖所有的DCS系统逻辑。
问题一：点的基本信息设置错误
我们增加一个物理点，首先要设置清楚点的基本信息，这里除了点的地址选择正确以外，基本信息还包括单位、量程、报警值等。尤其是量程，在单点造成的热工故障中，量程设置错误是造成故障最多的。
举个例子：2019年5月6日，某电厂600MW机组负荷由100MW加至130MW过程中，6A汽泵跳闸，首出为“A给水泵汽轮机全部转速故障”。经过热工人员检查发现，6A给水泵汽轮机转速量程上限设置为3600rpm，实际上限应为6500rpm，当转速升至3600rpm时，DCS系统判断为转速超量程故障，发出汽泵跳闸信号。
在重要的保护联锁中，模拟量信号故障也经常被引入作为设备跳闸的触发信号，尤其是对于一些单点参与保护的设备，往往更重视这一点。毕竟，在关键时刻，为了避免设备出现无监控状态下的盲运，造成更大风险，模拟量故障信号参与保护还是很有必要的。
但是，对于一台大型机组来说，模拟量信号多达几千甚至上万，虽然不是每个信号都参与保护联锁，可毕竟数量庞大，怎么避免量程上的设置错误，这是需要认真考虑的。哪怕千分之一的设置错误，可能都是大的隐患。
以此可以类推点的其它信息错误，比如报警值、死区等。
问题二：点的品质判断信息设置错误
目前主流的DCS系统中，模拟量的信号都引入了品质判断的概念，有一些系统开关量的信号也有这个概念，我们还是拿模拟量信号来说。所谓品质判断，就是判断这个点的状态是否正常。其中的品质包括是否超量程、是否超死区、变化速率是否过快等。笔者还见过有一些设置，在该测点长时间无变化的情况下，也会发出品质判断坏的信号。
其实关于品质判断，主要有两个，一是量程，其次是变化速率。量程前面说了，变化速率主要指的是模拟量信号在单位时间内变化的幅度，如果超过这个幅度，就发出品质判断坏的信号。这里的单位时间一般是每个周期或者每秒，关于这个概念可以参考文章《如何设置火电厂DEH和DCS系统系统的扫描周期》。
品质判断的意义何在？笔者在学习DCS系统之初，一直对这个概念讳莫如深，说白了就是不理解。后来在实践过程中，笔者才逐步明白，这其实就是系统审判、纠错和排他的一种方式。
《三体》中有一个情节，云天明和程心在拉格朗日点那次视频会面，会面结束后，三体人对两个人会面的内容进行再次复盘，在确定没有涉密内容后，才亮起了绿灯。笔者理解的是，复盘的过程就是对内容一次审判，审判通过表示品质判断正常。这个例子有点牵强，也可以这么理解，在数学中，我们把是用1表示，把否用0表示，英语中是true和false。但是，这只是纯粹数学的表示，在复杂逻辑中，尤其是现实中，不完全是1和0，还有介于两者之间的存在。品质判断的过程，就是将这种存在进行判定，超过一定范围就是1或者0。
回到话题本身，变化速率其实就是判断的一个维度。比如某个模拟量测点在断线的情况下，或者在受到某种干扰的情况下，数值可能会发生突变，而对于测点所在设备本身，理论上不会出现这种问题。因此，我们就需要对这种异常进行判定和排他，不能因为异常造成设备的误动。
问题三：延时时间、脉冲时间、上升沿、下降沿等设置错误
这个错误在日常组态过程中是出现最多的，包括两种错误类型。一种是延时和脉冲弄错，上升沿和下降沿弄错，另一种是延时时间和脉冲时间设置有问题。第一种错误是纯粹的错误，第二种严格意义上不能判定为错误。
关于第一种错误，不同的DCS系统组态方式不一致，错误的方式也不一定。比如和利时的延时和脉冲是两个模块，而上海新华的是在时间功能块中进行设置。所以，这样的错误，前期组态靠细心，后期靠试验来验证。上升沿和下降沿也是一样，需要我们对逻辑的意义理解清楚，到底是用上升沿触发还是下降沿触发。
而关于第二种错误，需要我们在日常工作中不断进行优化，不管是脉冲时间还是延时时间，是需要结合具体的工艺和工况进行判定的。可以大体归为几个分类，一般情况下，对于一些温度测点信号超温后的延时，笔者建议设置在2s就足够了，尤其是大型转动机械的，比如汽轮机、发电机，超温不要超过2S，否则可能会造成致命的伤害。还有一个重要的原因是，温度测点如果超温，且在变化速率范围内，那大概率就是超温了，如果不在变化率范围内，那品质判断肯定不会满足，也就不用纠结时间问题。
对于汽轮机的振动、轴向位移、胀差测点，笔者到目前仍坚持自己的观点，就是不加延时时间，即便加也不能超过2s。这一点反对的声音很大，认为需要延时，避免误动。这三种测点突变的可能性极大，甚至在运行过程中，一旦出现问题，对设备本身的伤害是瞬间就可完成的。温度测点还会有一个过程，这几个测点不会。
作者：猫 不捉老鼠
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