（中盐青海昆仑碱业有限公司）
摘要：分析了中盐青海昆仑碱业有限公司热电车间DCS系统在运行中出现的问题，针对DCS系统升级的必要性和可行性评估问题进行论述，并对系统升级方案选取、工期计划、费用以及施工条件进行评估，以确保DCS系统升级顺利进行。
关键词：DCS系统；升级；必要性；可行性
引言
DCS系统，于上世纪80年代被人们逐渐熟悉，成熟于9O年代，目前已经成为发电及石化行业生产运行的主要控制手段。DCS系统运行一段时间后，出于系统自身属性和用户要求改变等因素考虑，是否对DCS系统进行升级以及如何对DCS系统进行升级就成为使用者必须面对的问题。
一、热电车间DCS控制系统简介
热电车间DCS控制系统于2010年投入使用，系统采用MACSV系统，系统版本为MACSV5.2.3SP2，系统配置为：
1、控制室：有15台计算机主机、15台计算机显示器。
2、电子间：有10面主控机柜，7面扩展柜。
3、模块配置：FM148A模块147块，FM151A模块29块，FM147E模块57块，FM143模块60块，FM161-DI模块118块，FM161-SOE模块17块，FM171B模块79块。
在当时，这套控制系统已经发展较为成熟，相对原始控制系统具有配置结构合理、控制运算功能强大、人机界面友好等特点。
二、热电车间DCS控制系统目前存在的问题
随着DCS技术的不断发展，热电车间MACSV5.2.3SP2版本控制系统日益落后，另外由于控制设备长时间不间断运行，系统可靠性大大下降，设备故障率逐渐增加，影响机组安全稳定运行。
1、性能劣化主要体现在电子元件老化。
所有电子产品都有一定寿命，5至7年属于设备的老化峰期，运行至此年限的DCS故障率会明显突出。DCS卡件属于电子元件，加上现场环境恶劣，如粉尘、腐蚀等，易加速元器件的老化、损坏。热电车间DCS系统从2010年至今已连续运行8年，从2014年开始，运行期间曾多次出现模块离线、烧坏、通道坏、电路板小配件掉落等故障，严重影响设备安全稳定运行。
模块经过多年运行，受空气、灰尘及腐蚀性气体侵蚀、老化后会出现工作不稳定的情况，各DP接头及节点处也会出现氧化、松动等现象，DP链路阻抗会增大，如超过系统要求值，则会造成模块离线等情况，严重的会导致系统非计划停车，严重影响正常生产。
2、服务器问题。
2.1计算机应用技术提升是DCS系统升级的关键性因素
现有MACSV5.2.3SP2系统采用的是服务器结构，服务器位于上位和控制器之间，将上位机的指令和现场数据通过服务器来进行交换。热电车间DCS采用的上位机、服务器系统为XP，微软已于2014年宣布XP系统退役，停止对该系统的更新，目前所有主流计算机厂家生产的计算机硬件无法识别XP系统。2014年服务器出现过无法切换、通讯故障，2015年出现过服务器无法登录在线下装故障，2017年服务器硬盘故障，技术人员联系DELL厂家，称此型号已停产，无备件更换。一旦服务器出现故障，无法购买备件，导致DCS系统瘫痪，造成非计划停车，存在严重安全隐患，急需解决。
2.2用户需求提升是系统升级的必要条件。
现有MACSV5.2.3SP2系统采用的服务器因配置问题无法满足现在生产、环保需求，硬盘存储仅有150G，仅能存储三个月左右历史数据，因内存小造成系统运行缓慢，操作反应迟钝等现象。MACSV5.2.3SP2系统设备日志、操作日志存储量只有1000条，全日志存储量只有30000条，按照设备正常运行情况记录，全日志最多只能显示12小时内的记录、操作日志只能显示最多1.5小时的记录，完全无法满足现场事故分析需求。
3、网络问题。
DCS系统中采用交换机构建实时数据网络。以太网最大的风险在于发生网络风暴，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，进而引起DCS系统崩溃导致机组发生跳闸事故。本项目整个系统已经连续运行多年，操作站主机、网卡、交换机等已经进入不稳定运行阶段，因其质量或性能可能引起数据刷新速度缓慢，甚至演变成网络风暴造成系统崩溃情况发生，为了减少事故发生，防患于未然，需将操作站主机、交换机、网卡同时更换。目前和利时有自主研发的防网络风暴交换机，可明显的抑制网络风暴，大大提高或改善网络运行性能，更利于系统的稳定运行。
4、系统局限性。
随着自动化水平不断升级，原有MACSV5.2.3因系统局限性，逐步暴露出以下问题：
4.1正常运行时无法进行无扰下装，生产运行中遇到的修改量程、修改通道等问题无法及时解决，只能等到全厂停车才能进行修改，为保障设备正常运行只能更换新模块，此举造成备件的极大浪费，且对生产带来极大不便。
4.2模拟量只能从源头强制，从其他地方强制会突变。
4.3一个控制器，不能在两个以上的工程师站同时登陆，否则造成初始化下装。
4.4运行过程中运行人员发现调节阀手操器无法操作，检查发现组态中块失灵，重新下装控制器就好了，无法解释原因。
综上所述，对DCS系统进行升级的必要性可能是多方面的。此次热电车间DCS升级因时间问题，硬件方面只考虑更换原有的主控单元、电源模块、网络交换机，软件将原有FM系列DCS系统升级至MACSV6.5.3+K主控工作，不更改原有的DCS系统各站的所有功能（操作、显示、报警、趋势显示、历史趋势历史数据显示和查询等），因MACSV6.5.3+K系统兼容原有FM系列I/O模块，故暂时不更换模块，保证在现场仅有的停机时间内完成此次升级工作，保证升级后的系统尽快并入生产系统，利用最短的时间和最经济的方法，收获最好的回馈。
三、DCS系统升级的可行性
1、对系统升级方案的可行性评估
DCS系统升级，一般有两种方式：一种是在原系统的基础上升级到高版本系统；另外一种是用其它厂家的DCS系统进行替代。根据热电车间实际运行情况及现有技术力量，选择第一种升级方案最为实用快捷。
2、对系统升级工期进行评估
将目前使用的DCS系统升级到新的DCS系统，其工作量和工作时间无疑都是巨大的，在机组运行中很难安排专门的时间来完成该项工作，故我们选择将系统升级主要工期安排在2018年5月全厂停车检修时完成，并根据热电车间锅炉检修进度安排停哪台锅炉先升级相应的控制站，计划详细施工工期，利用锅炉检修及全厂停车大修时间逐步完成DCS全套系统的升级工作。
3、对系统升级费用评估
对于DCS系统升级，最大的出发点是经济性和安全性。不管选择将DCS系统升级到高版本系统或者对现有DCS系统进行替代，所投入的费用都是巨大的，但是考虑到系统升级后带来的经济效益的提升或者安全水平的提高而言，回报性也是可观的。
DCS系统升级的可行性评估涉及多个层面，而且各个因素环环相扣，各个环节均满足要求，才可以判定DCS系统升级具备可行性。热电车间在完成了DCS系统升级必要性评估后，通过对DCS升级方案各项指标进行权衡，对升级所花费费用和带来的经济回报进行评估，将2018年5月全厂停车检修作为DCS系统升级的时间段，明确项目中升级范围和改造效果，最终确定了DCS系统升级的可行性。
四、结束语
DCS系统升级项目评估是一个涵盖技术、经济、安全和工程等多个方面的综合性工作，保证项目前期评估工作的准确到位是推动项目前进的必要保障。
热电车间充分明确了自己的工作思路，了解和掌握了系统的现状以及将来的发展方向和趋势，确定自己的需求和目标，严格执行技术规范和要求，并对DCS系统升级项目做出了准确而客观的评估，无论从技术性能还是安全角度分析，热电车间DCS系统都已不能很好地满足机组安全和控制水平不断增长的要求。只有对DCS系统进行升级改造，才能从根本上解决系统隐患，确保机组稳定运行。
参考文献：
[1]曹煜，司云超.电厂DCS系统的扩容与升级改造[J].电力自动化设备，2004.
[2]王刚，胡文胜.2号机组DCS系统升级改造的必要性和可行性[J].华北电力技术，2007.