20世纪90年代末以来我国针对火电厂老旧机组的分散控制系统（以下是简称DCS）开展了大规模升级改造工作，但随着计算机技术、控制技术等新技术的快速发展，老旧机组DCS出现了运行周期偏长、可靠性下降等问题，促成了新一轮DCS升级改造周期的到来^[1]。

本文对上一轮DCS大规模改造工程的经验进行总结，就发现的典型问题进行分析研究，针对新一轮DCS改造工程出现的变化和要求，提出一些有助于改造工程顺利实施的方案和建议，为新一轮DCS改造工程提供必要的借鉴和帮助。

DCS改造前，必须全面掌握原控制系统的运行状况，包括原系统的逻辑控制、硬件系统的物理分配、电缆桥架敷设情况、DCS及就地设备的运行缺陷等，在充分掌握原始资料后，才能够进行DCS改造前期设计工作。

逻辑设计既要遵循原有的控制思想，又要将最新的控制技术融入其中。在此阶段，需要完成对原机组控制逻辑的重新设计，并根据设计逻辑将其编译为组态语言，最终将组态程序安装到DCS各主控DPU中^[2]。

在基本完成DCS硬件系统和控制逻辑部分设计后，即进入软硬件冻结阶段。软硬件冻结后，相关图纸移交DCS 生产商及相关单位，正式转入生产、组态流程。

供应商完成DCS硬件系统生产，并完成相关控制逻辑及画面组态等工作后，即进入DCS出厂验收阶段，甲方（含设计单位）应该充分重视该阶段的工作。

DCS运抵改造现场后，首先应进行控制系统的现场复原试验，重点为与供货商工厂环境不同的现场环境下的试验项目、系统关键的安全性能测试（如接地、绝缘、抗干扰），以及对关键控制器进行切换试验等。

当系统复原及现场设备安装完毕后，进入系统联合调试阶段。该阶段能够通过静、动态试验，发现之前各阶段（包括设计、安装、调试）工作中存在的问题，提前消除影响机组运行安全的隐患。

在前期设计中，首先要完成精确的测点统计，该数据不仅为下一步开展硬件系统设计打好基础，还为保证施工电缆的精准设计创造条件。

硬件系统设计应在保证其功能性的基础上还要兼顾安全性。在对主控制器DPU、I/O测点、系统供电电源系统以及继电器柜、中转柜等统一设计布置时，DPU 分配要注意各子系统负荷分配的合理性，在恶劣工况下负荷率应低于40%，同时要遵循“重要的多台冗余或组合的辅机（辅助设备）在一对控制器故障时不会造成机组被迫停止运行”^[3]的配置原则，I/O测点的分配同样要注意掌握危险点分散的分配原则^[4]；控制系统的改造工程涉及电气、循环泵等公用系统时，特别要注意两个方面：一是在设备拆除或恢复过程中，所有操作不会对运行机组的安全造成影响；二是改造完成后的公用系统要有严格的监控闭锁，即各机组的运行人员都可以通过操作员站对公用设备进行监控，但各机组间应设计有闭锁功能。在任何工况下，只允许1台机组的运行人员对公用系统进行有效监控，保证机组的安全运行。

依据以往的DCS改造经验，DCS出厂验收阶段是保证整个工程能否顺利进行的关键节点，其原因主要体现在两个方面：一是DCS在出厂时已经具有较为完善的测试环境和工具，DCS具备出现问题时易发现和处理的特点，一旦发现问题时，也能够为供应商预留补救问题的时间；二是在第一轮DCS改造中，曾出现因出厂验收工作不严格，造成电站机组大修困难的事例。因此，在进行DCS出厂验收工作时，要遵照最新标准和导则，严格细致地逐项进行验收。

DCS改造是一个系统工程（包括设计、组态、安装和调试等阶段性工作），其中安装质量是直接影响改造工程质量的重要因素，对此有两点需要强调：一是要选择经验丰富的专业安装队伍，为顺利开展改造工程提供基本保证；二是必须严格遵守重要技术规程要求。

另外，电缆在敷设安装时应注意电缆的标识必须清晰、准确、粘贴牢固，特别是当前节能减排的形势越发紧迫的情况下，越来越多的企业正在开展修旧利废，挖掘设备潜力。首先在利用原机组旧电缆时，要严格按照要求做好前期标识，保证可用旧电缆不被误伤；其次，电缆敷设时要严格按照控制电缆和信号电缆分桥架、分层敷设，防止信号干扰造成故障，保证机组运行安全。

通常情况下，在DCS改造工程中，设计单位身兼设计和调试两个角色，工作贯穿设计、组态、安装、调试各阶段。选择并信任优秀的设计团队，充分调动其工作积极性和创造性，不仅能够保证其自身的工作质量，也能更好地衔接发电厂、DCS制造商、安装单位等各单位的工作，是DCS改造工程顺利完成的重要保证。

随着国家节能减排与优化控制政策的逐步推进，合理压缩工程成本、提高企业生产效益成为各发电企业最关注的问题。因此，在进行新一轮DCS改造中各发电企业将会进行较大规模的设备利旧工作。如何能够在充分利用旧电缆、旧设备的同时保证工程质量，给设计单位和火力发电企业进行DCS改造提出了更高要求。

在上一轮改造中，改造对象主要是以仪表为主的热工控制系统，基本未涉及液压等机务系统的改造。因机组长期工作，液压系统油动机油缸、活塞密封件、节流孔、滑阀、错油口、抗燃油系统等会出现老化、破损等问题造成系统故障，所以在新一轮DCS改造中，不仅要对旧分散控制系统进行升级改造，还要涉及机组液压系统的改造，增大了DCS改造的风险和难度。在这种情况下，发电企业要重视原液压系统摸底、新设备选型、液压电液控制系统DEH接口等工作。

上一轮DCS改造中设备价格畸高，但设备质量整体较好，可随着设备国产化进程加快，充分引入竞争和招标机制，DCS设备价格大幅回落，甚至出现价格低于合理价位的趋势，某些设备制造厂商为谋求生存采取降低产品成本的手段，造成设备质量下降，使新一轮DCS改造面临设备质量整体下滑的问题。针对这一问题，在DCS改造工程中，要充分考虑可靠性设计、控制冗余、备品备件等方面内容^[5]。

新一轮DCS改造将面临改造可研论证和改造效果后评价的要求，这对保证工程质量是一个有利因素，但增加了新的工作量，改造方应提前做好准备。

分散控制系统改造是一个较为复杂的系统性工程，就改造对象而言涉及火电厂的机、炉、电、热、化等各专业，就参与主体而言涉及火电厂、设计单位、制造商、施工单位、监理等多个部门。改造方需要在高度重视的前提下，更好地汲取以往工程的先进经验，同时应将最新技术融合到工程改造中，这虽然对参与改造的各方提出了更高的要求，但对保证改造工作质量具有非常重要的意义。