摘要：
在DCS系統中，裝置的組態邏輯要依據現場情況設計出合理可靠的邏輯。為了實現現場裝置安全穩定執行，需要在邏輯時序性方面、加強重要訊號輔助判斷、規避異常合理化設定以及多測點靈活性選取等方面做設計，防止裝置誤動的同時也要防止裝置拒動，最終都是為了提高DCS邏輯的整體可靠性。對一些重要裝置的邏輯進行可靠性最佳化設計，可以有效避免生產裝置失控導致的不可預知的事故，能進一步的降低裝置異常時對系統帶來的擾動。
1.概述
我廠一二期DCS系統採用的是GE新華的DCS系統，它以靈活性、可靠性、控制功能齊全、人機介面友好性及通訊的方便性，廣泛應用在火電企業等自動化生產控制領域。自動控制涉及到很多裝置其邏輯尤其繁多，要做到防止裝置勿動的同時也要防止裝置拒動，控制穩定性及可靠性要求很高，進一步提高專案應用集散控制系統DCS的可靠性尤為重要。
在DCS邏輯設計時，對於控制系統中邏輯功能塊運算時序性和邏輯塊的運算序號做出合理設計以防邏輯出現歧義誤動拒動；對於重要訊號增加輔助判斷加強訊號的判斷強度；對於裝置潛在的異常風險需要配置合理規避風險的設定；對於協調控制系統中多模擬量測點需要做靈活性選取可靠性設計以防對對系統的調節帶來擾動。
2.存在的問題
當前DCS系統中一些邏輯及邏輯設計時中存在一些問題，對一些重要電氣裝置反饋，如真空泵反饋電氣僅僅送來一個執行的反饋訊號，而停止的反饋訊號則由執行訊號取反，如果同時使用到該裝置的執行和停運訊號，在DCS邏輯頁中掃描中可能出現兩個訊號同時在或兩個訊號同時不在的情況，對此需要設計規避這類異常的邏輯。對於一些裝置的重要狀態，需要做人工手動確認防止執行人員在不明確裝置的狀態下誤動裝置，需要執行人員做就地狀態與邏輯中的狀態一致性檢查確認。對於一些重要裝置的執行狀態可增加電流、頻率等輔助判斷，強加裝置異常監控。對於每天機組氧量測點多達4個，簡單的取平均時，抗測點異常時擾動能力不強。
3.可靠性最佳化
3.1 時序性
在DCS邏輯中，其邏輯頁掃描週期是根據需要設定的，掃描時從本頁中最小塊號開始掃描，合理的掃描順序設計可以有效避免資料跨掃描週期差異性錯誤。以真空泵邏輯為例，當前真空泵突然停運需要聯啟另外一臺真空泵。由於真空泵僅有一個執行的反饋訊號，可能出現以下兩種情況：
①裝置啟動瞬間誤動：邏輯掃描的瞬間執行訊號剛來，停運訊號還未消失，裝置誤動。
②裝置跳閘瞬間拒動：邏輯掃描的瞬間停運訊號剛來，執行訊號已經消失，裝置拒動。
透過對執行訊號增加1秒的TD-ON（延時接通）再串一個1秒的TD-OFF（延時斷開）塊，保證裝置啟動時停運訊號先消失，執行訊號後來；裝置調停時停運訊號先來，執行訊號後消失。邏輯如下圖所示：
3.2 輔助判斷
對於一些重要裝置的執行訊號不可靠時，透過增加其他訊號做輔助判斷，可有效增加裝置整體可靠性。如變頻器，當變頻器的頻率低於一定值時，雖然變頻器的停運狀態未來，但是變頻器已處於不正常的負載狀態，這時需要透過變頻器的頻率來輔助判斷變頻器的狀態。如下邏輯圖：
變頻器啟動時頻率很低，需要遮蔽啟動時低頻情況，只有當變頻器啟動正常後，頻率低於定值才能觸發相應的邏輯。
3.3 規避異常
對於一些裝置的重要狀態，如一次風機等的工變頻訊號，它們不能同時在又不能同時不在，就地的工變頻狀態又要和邏輯中使用的工變頻邏輯相對應，對此需要執行人員做就地狀態與邏輯中的狀態一致性檢查確認，防止執行人員在不明確裝置的狀態下誤啟裝置。
如在變頻的凝泵啟動過程中，執行人員需要確認就地處於變頻狀態，然後在DCS畫面中選中裝置為變頻，對應的邏輯也選擇了變頻，它們與變頻器、凝泵的允許訊號一起組成新的允許訊號啟動整套裝置。這樣就人為的做了檢查確認，在沒有檢查確認的情況下裝置無法啟動。邏輯如下圖所示：
3.4 多測點選取
對於機組氧量測點抗擾動選取問題，我們對4個測點邏輯進行最佳化：
原邏輯：4個測點取平均參與氧量自動調節，A側2個測點和B側2個測點中任一測點異常退出自動。
現邏輯：4個測點取平均，當一個測點異常，切除該測點後其餘各點取平均，不退氧量自動，當≥2個測點異常退出氧量自動調節。
透過最佳化後的邏輯，參與調節的測點比原先邏輯可靠性和抗擾動性都增強。
4.總結
透過邏輯可靠性研究設計，我們關注DCS邏輯的時序可以減少裝置的誤動和拒動；透過輔助的判斷加強裝置訊號的可靠性；透過符合現場實際情況的設計有效規避不明狀況的裝置誤啟動；透過合理的多測點選取邏輯減少測點引數異常引起的調節擾動，最終為機組安全穩定執行提供有效的技術措施。（來源： 電力科技創新）
參考文獻
［1］ GE能源集團 XDPS-400e 控制器和驅動軟體使用者手冊－演算法塊 GEK-114712 V1。0
［2］ GE能源集團 XDPS-400e HMI軟體使用者手冊－工程師站軟體 GEK-114885 V2。0
［3］ GE能源集團 XDPS-400e 系統手冊－IO卡件 GEK-114883 V2。0
本文作者：孟科技、李海洋、李勇