靖远第二发电公司4台200 MW机组于1998-2001年相继进行了热控系统改造，采用横河-西仪公司CENTUM-CS、CS-3000分散控制系统。系统投运后提升了机组自动化控制水平，但经过各种不同工况的检验，也暴露出在控制方式设计上存在许多不安全问题。  
1 磨煤机保护联锁问题及改进  
1.1 磨煤机保护联锁存在的问题  
　　靖远第二发电公司200 MW机组锅炉磨煤机采用FW公司D-10D型钢球磨，该磨煤机出力大运行要求高，为此设置了12项联锁保护条件，而在这些条件中存在着以下问题：  
　　(1) 为保护磨煤机耳轴大瓦不进粉造成轴瓦损坏及煤粉的外漏，设有密封风压低8 kPa联动备用密封风机，低6 kPa跳磨联锁。在实际运行中发现当备用风机联动成功时，磨煤机却仍然跳闸。  
　　(2) 磨煤机耳轴温度高或电机轴承温度高跳磨联锁，由于保护信号来自热电阻测量的模拟信号，极易因热阻短路、开路故障、或外界干扰引起阻值突变等，反映出一个虚假温度信号，造成保护误动跳闸。  
　　(3) 磨煤机顺控逻辑中为保证设备安全，在磨停止后需联开辅助风、一次风冷风门、联关热风门并开启惰化蒸汽，进行磨内蒸汽惰化，以防止磨煤机内部发生爆燃，造成设备损坏。但在实际运行中，其执行的依据PV=0(停止反馈)信号，由于6 kV开关切送电过程中要将二次插头拔出，这就造成磨煤机停止信号消失。当再次插入二次插头，磨煤机停止信号恢复。信号的中断--恢复造成联锁逻辑的再次执行，使前面述及的风门档板误动作。这在正常运行中将造成一次风压较大幅度的下降波动，影响到另一台磨煤机的安全稳定。如发现、调整不及时，将使运行磨煤机由于一次风压低保护动作而跳闸。  
1.2 改进  
　　针对以上问题，通过对密封风系统全工况试验，找到了风压建立的准确时间，并对控制逻辑进行下述改进；  
　　(1) 充分考虑风机启动带负载的安全性，对备用联动成功风机入口档板延时1 s开启；对运行风机入口档板在跳闸后采用延时60 s关闭。因两台风机出口设有机械自动切换档板，在跳闸风机完全停运后不会引起风机倒转，以此来缩短风压低保持的时间。  
　　(2) 修改磨煤机风压低跳闸时间，增加12 s延时，以躲过风机联动成功后建立风压时间。  
　　(3) 对于磨煤机耳轴温度高或电机轴承温度高跳磨误动问题，考虑到温度变化是一个连续的且在非事故情况下，其上升/下降幅度不会大于6 ℃/s的速率，所以采取如下软件改进措施(见图1)，以消除误动。  
　　VEL+、VEL-为测量信号上升、下降速率报警，设定为6 ℃/s，当温度变化速率超过此限值时，内部测量仪表将报警，封锁保护输出信号。在测量信号正常后10 s自动恢复出口通道，确保温度真正越限时保护能正确动作。IOP+、IOP-为开路、短路报警，当出现此报警时，表明测量回路发生故障。如有越限信号，则为虚假信号，应立即封锁出口，以防误动。  
　　(4) 对磨煤机停止信号进行逻辑锁定，杜绝由于开关插头操作或接触不良造成反复触发，引起相关风门档板联锁启动，如图2所示。只有当磨煤机停止状态消失，而运行状态反馈信号来时，才能解除锁定。  
　　经过以上改进，有效避免了磨煤机的保护联锁误动、拒动事件，为机组安全稳定提供了保障。  
2 小型转机的联锁问题及改进  
2.1 小型转机的联锁问题  
　　受DCS开关量点数的限制，对380 V小转机采用的是单状态反馈，只引入了运行状态，没有停止状态。在转机控制逻辑中设有转机启动失败或跳闸后复位启动指令的控制方式，利用指令与状态的偏差报警ANS+(即指令在启动位，而状态在停止位，内部软开关仪表发ANS+报警)作为判断跳闸、启动失败的依据。此设计看似合理，但在实际运行中由于单状态反馈受现场设备信号可靠程度的影响，运行状态接触不良信号消失后，即被认定为停止，而误发一个停止的指令，造成转机跳闸，使设备运行稳定受到影响，甚至使事故扩大。  
2.2 改进  
　　(1) 取消380 V转机反馈偏差报警、跳闸条件置位停指令的逻辑项，防止误停设备。  
　　(2) 对重要的风机油泵、发电机冷却水泵、射水泵、密封风机等，为避免其ANS+报警引起备用联动、联锁误动，造成系统参数波动，增设停状态反馈信号与ANS+报警共同确认跳闸信号，以提高联锁动作的准确可靠性。  
3 开关量输入卡安全可靠性的问题及改进  
3.1 开关量输入卡问题  
　　靖远第二发电公司4台200 MW机组于2001年全部完成DCS改造。其中SCS(顺序控制系统)、ECS(电气控制系统)功能主要完成的是开关量控制，每台机组开关量点为760点左右，采用输入卡件ADM11C型。该16通道输入卡查询电压为4～5 V DC，在4台机组中均多次发生信号采集点接触电阻大或触点不可靠，致使DCS因数据采集不能准确反映设备运行状况而跳闸、备用误联动，甚至影响到顺控及联锁的正确可靠执行。  
　　此外，由于ADM11C卡查询电压低，在现场抗冲击性能较弱，极易因强感应电干扰冲击或线路接地情况而使相应点损坏，甚至使整块卡不能使用。  
3.2 改进  
　　以前曾对问题较为突出的个别点加装了隔离继电器，起到了防范作用，但不能解决所有问题。在充分对DCS继电器柜电源配置、容量及安装空间进行计算研究后，采用了以下方案：  
　　(1) 每面继电器柜对应加装由微型继电器制作而成的隔离继电器板。此继电器板采用印刷电路板完成，利用现输入卡端子板，不改变原电缆接线，增设预制电缆连接现场至隔离继电器信号，以此阻断强电干扰冲击的可能。  
　　(2) 继电器板采用本柜24 V冗余特性电源作为工作电源，从而达到提高查询电压和可靠性的目的。至现场采集电压上升为24 V DC。  
　　(3) 设置每块继电器板的掉电报警信号，使任一隔离板掉电均可发出光字信号，向操作人员提示。  
　　采取上述措施后，不仅提高了设备自身的安全，也保证了DCS系统顺控、保护联锁的正确可靠运行。  
4 给水泵辅助油泵逻辑问题及改进
4.1 给水泵辅助油泵逻辑问题  
　　(1) 给水泵辅助油泵在给水泵顺控步序、联锁逻辑中，设计有给水泵投备用自动联启动辅助油泵，解除备用则自动联停油泵逻辑项。但在实际运行的非正常工况下，与运行紧急情况下的操作有不协调的问题。表现在给水泵事故联动或紧急启动时，由于给水泵启动指令发出则复归本身备用标志。在没有启动成功情况下，逻辑判断给水泵回路故障，便动作联跳油泵。而辅助油泵一旦跳闸，要想通过后备手段紧急重合一次，必须重新启动辅助油泵，这在事故处理上耽误时间较长。  
　　(2) 给水泵再循环门也有与辅助油泵相同的问题。解备联关，投备联开。因而再循环门的状态作为闭锁条件也影响到给水泵的紧急启动。  
4.2 改进  
　　鉴于以上原因，经综合考虑各种因素后对辅助油泵控制逻辑进行修改：取消给水泵解备联停油泵逻辑、再循环门解备联关条件；保留投备自动联启油泵，投备联开再循环门设置，从而达到了控制方式适应事故处理的目的。  
5 引风机油站的控制问题及改进  
5.1 引风机油站的控制问题  
　　引风机油站的运行极不稳定，由于油泵采用交流控制回路，其控制电源取自动力电源A相，这样就造成许多问题的发生：  
　　(1) 交流电源本身易因接地等原因造成掉电，作为控制电源安全性不是很高，一般使用机组不停电电源或UPS(不停电电源装置)电源作为重要设备控制电源。而油站控制电源使用动力电源A相，就地取材，忽视了现场环境复杂，漏水、漏油等能引起电源接地，易造成设备安全事故，给油站稳定带来隐患，进而影响到引风机运行。  
　　(2) 380 V动力电源受系统冲击或厂用电"备自投"切换影响，电源瞬间断电，造成油泵控制返回，其时间大约2～3 s。这本是极为常见的电气联动切换现象，而对引风机油泵控制来说，无疑是灾难的发生。因为转机采用交流控制，是以启动、停止两接点在DCS驱动继电器出口相串联来实现的。动力接触器靠自保持接点维持运行，一旦控制掉电，接触器返回后将无法使电动机在来电后自启动。从而引起连锁反应，造成风机跳闸等大面积事故发生。  
　　(3) DCS对油泵的控制反馈信号为单状态，即不是运行状态，就判断为停止。这与第2节问题相似，不同的是状态的接触不可靠，造成DCS判断为设备跳闸，频繁引起油泵误联动。  
5.2 改进  
　　(1) 对控制系统进行改造。变交流控制方式为直流控制方式，DCS对油站的控制操作改为两常开接点控制合闸跳闸继电器形式。合闸继电器因具有失电延时返回特性，从而可有效防范交流控制电源瞬间切换消失，引起油泵停运不能自启动的问题。  
　　(2) 至DCS的油压信号改为UPS不停电电源进行扩展输入，并设计安装于电子间，改善工作环境质量，使信号可靠性得到加强。  
　　(3) DCS中油泵控制功能块SIO-12单入双出型，改选用SIO-22双入双出型，I/O模件定义增加一开关量输入信号，使油泵控制完善，反馈状态更为确切。同时修改跳闸联动逻辑，变"运行"的"非"信号启动联动逻辑为：运行状态故障"ANS+"报警加"停状态"证实判断为跳闸，再行联动备用，从而使由于一次设备原因引起的油泵误联得以杜绝。  
6 结 论  
　　靖远第二发电公司对DCS系统不断地进行完善优化，并在联锁保护方面，进行了大量的现场适应性、可靠性改进，解决了控制存在的事故隐患，稳定了设备运行，终使DCS更加适应设备控制、运行、事故处理需要，从而使分散控制技术在应用上更加成熟。