火電廠分散控制系統(tǒng)故障研究和維護(hù)

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1、火電廠分散控制系統(tǒng)故障研究和維護(hù)　　摘要本文通過(guò)對(duì)火力發(fā)電廠DCS系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的各類(lèi)故障以及維護(hù)人員采取的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行梳理總結(jié)，得出了一套分析應(yīng)對(duì)故障的方法，對(duì)今后火電廠分散控制系統(tǒng)故障分析與維護(hù)工作具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。【關(guān)鍵詞】DCS故障維護(hù)分散控制系統(tǒng)DCS（DistributedControlSystem）是一種集合了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊、控制等多種學(xué)科的高新技術(shù)產(chǎn)品，它集中了老式分散的儀器儀表控制系統(tǒng)與較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是一種靈活可靠，通訊接口良好同時(shí)也能為操作人員提供友好人機(jī)界面的先進(jìn)產(chǎn)品。正是由于它的特點(diǎn)，DCS

2、系統(tǒng)在我國(guó)電廠得到了非常廣泛的應(yīng)用。DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可以在很大程度上提高電廠生產(chǎn)的工業(yè)自動(dòng)化水平，增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，所以各大電廠對(duì)DCS系統(tǒng)本身運(yùn)行穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高，發(fā)電廠熱控人員從規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝調(diào)試直到后期的運(yùn)行維護(hù)管理，全程對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行深入跟蹤維護(hù)，努力使其出現(xiàn)軟硬件設(shè)備故障的幾率降到最低，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電設(shè)備的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。1DCS應(yīng)用的現(xiàn)狀分析7當(dāng)下DCS系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，其控制范圍也在不斷的擴(kuò)大，已經(jīng)涵蓋了發(fā)電機(jī)組全部主要設(shè)備以及配套的輔助設(shè)備，其控制已經(jīng)滲透到火電廠生產(chǎn)運(yùn)行的全過(guò)程。但是也由于各個(gè)電廠設(shè)備

3、情況以及技術(shù)實(shí)力的不同，造成對(duì)DCS系統(tǒng)的管理水平存在較大差異，其DCS運(yùn)行的實(shí)際效果也不盡相同，因此如何有效的發(fā)揮DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，杜絕其自身故障造成的發(fā)電機(jī)停機(jī)事故成為擺在全部熱控人員面前的重要工作任務(wù)。2DCS故障分類(lèi)2.1系統(tǒng)性故障由于DCS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)存在不足或者長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致的性能下降而造成的故障就是系統(tǒng)性故障，系統(tǒng)性故障的發(fā)生對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響是一定的，但是在故障恢復(fù)方面，一些故障往往可以通過(guò)重新啟動(dòng)系統(tǒng)或者更換系統(tǒng)中某些部件來(lái)恢復(fù)系統(tǒng)正常的運(yùn)行。2.2硬件導(dǎo)致的故障2.2.1DPU發(fā)生故障7DPU一旦發(fā)生故障，主要故障現(xiàn)象就是初始化失敗、

4、脫網(wǎng)運(yùn)行或者網(wǎng)絡(luò)雙機(jī)不能自動(dòng)切換。其產(chǎn)生原因主要包括了本身電子元器件老化損壞、存貯下位機(jī)文件的芯片損壞、板卡損壞或者通訊單元元件損壞；此外，一些開(kāi)發(fā)維護(hù)人員在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)候忽視了DPU本身的數(shù)據(jù)處理能力限制，無(wú)限制的在數(shù)據(jù)庫(kù)中寫(xiě)入各種計(jì)算信號(hào)，這勢(shì)必會(huì)造成DPU滿負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)達(dá)到或者接近其數(shù)據(jù)處理上限是，DPU會(huì)自動(dòng)降負(fù)荷運(yùn)行，表現(xiàn)為脫網(wǎng)甚至死機(jī)。因此，一旦運(yùn)行過(guò)程中DCS出現(xiàn)不能進(jìn)入程序、自動(dòng)脫網(wǎng)等故障時(shí)候，維護(hù)人員要首先聯(lián)想到其控制芯片DPU是否出現(xiàn)問(wèn)題，第一步應(yīng)該首先排除電子元器件、各類(lèi)板卡的問(wèn)題，在硬件問(wèn)題排查之后可以對(duì)DPU運(yùn)算能力進(jìn)行合理評(píng)估。

5、當(dāng)下大部分DCS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)候就使用了雙DPU結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)DPU一用一備，雙機(jī)熱切換功能，一旦主用的DPU出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)將及時(shí)切換到備用的DPU上來(lái)，因此，在日常檢修時(shí)候可以對(duì)雙DPU系統(tǒng)的雙機(jī)熱備功能進(jìn)行檢測(cè)，以保障其在真正出現(xiàn)故障時(shí)候能夠?qū)溆肈PU自動(dòng)投入。2.2.2板卡發(fā)生故障7板卡出現(xiàn)故障的主要現(xiàn)象表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行采集、監(jiān)控主機(jī)數(shù)據(jù)不刷新甚至操作命令執(zhí)行不下去，其本質(zhì)就是監(jiān)控后臺(tái)不能正確的反應(yīng)運(yùn)行設(shè)備的真實(shí)情況。這類(lèi)故障的發(fā)生一般會(huì)在上位機(jī)或者板卡本身的故障信號(hào)指示燈處有相應(yīng)的指示，但是通常情況下，操作人員對(duì)這些信號(hào)指示沒(méi)有明確的認(rèn)識(shí)，

6、往往在需要數(shù)據(jù)或者進(jìn)行操作時(shí)候才能發(fā)現(xiàn)，這種隱蔽故障的發(fā)生往往是操作人員錯(cuò)誤操作的根源。引起板卡故障的主要原因主要包括：電子元器件老化、輸入輸出通道故障、通訊單位線纜接觸不良等原因。維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)判斷排除這類(lèi)故障也比較輕松，首先可以通過(guò)系統(tǒng)故障信號(hào)的提示對(duì)相應(yīng)故障單元進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)模擬輸入信號(hào)來(lái)判斷受檢測(cè)單元正常工作與否，具體做法就是通過(guò)儀器給出模擬信號(hào)，來(lái)觀察監(jiān)控系統(tǒng)能發(fā)正確的顯示數(shù)據(jù)；通過(guò)硬結(jié)點(diǎn)開(kāi)閉來(lái)判斷開(kāi)關(guān)量信號(hào)是否正常；判斷出出問(wèn)題的板卡后只要停機(jī)更換相應(yīng)的備件就能恢復(fù)系統(tǒng)功能。2.2.3電源發(fā)生故障DCS設(shè)備的供電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)候就要求采用雙路電源

7、供電的方式，正常情況下由主電源進(jìn)行供電，一但主用進(jìn)線發(fā)生故障失電，系統(tǒng)內(nèi)的雙電源自動(dòng)切換功能啟動(dòng)，在5ms之內(nèi)切換到直流電池輸出的備用電源繼續(xù)供電。做為來(lái)自系統(tǒng)的主電源，其故障多由于線路本身故障造成，比如電源線電阻變大，、絕緣損壞、接頭松動(dòng)；另外，受外部電源影響，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障電壓波動(dòng)時(shí)候，也經(jīng)常會(huì)造成主用電源失電。為了降低主電源失電發(fā)生的概率同時(shí)也提高備用電源投入的可靠性，應(yīng)該定期對(duì)主電源回路的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，及時(shí)排除線纜故障；同時(shí)，在設(shè)備定期檢修期間，對(duì)備用電源蓄電池進(jìn)行活化來(lái)保證其良好的工作狀態(tài)，并不定期對(duì)雙電源自動(dòng)投入裝置進(jìn)行測(cè)試。2.2.4工

8、控機(jī)發(fā)生故障7工控機(jī)是DCS系統(tǒng)與操作人員實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的平臺(tái)，DCS采集到的所有