臨淄熱電調(diào)試DCS故障診斷及維護(hù)

周 昱 呂麗霞 楊 洋

（1.華北電力大學(xué) 自動化系，河北 保定071003；2.安徽省淮南礦業(yè)集團(tuán) 顧橋電廠，安徽 淮南232000）

0 引言

分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System 以下簡稱DCS）自問世以來，通過不斷的發(fā)展和完善，在火電中的應(yīng)用已經(jīng)成為一個必須具備的控制手段。本文將通過結(jié)合在臨淄熱電廠調(diào)試階段的實際情況中所遇到的一些問題，分析故障的原因及如何對其進(jìn)行維護(hù)處理。

臨淄熱電廠2012 年準(zhǔn)備在原有機(jī)組的情況上擴(kuò)建兩爐兩機(jī)。鍋爐是露天布置，自然循環(huán)煤粉爐，四角噴燃，中間儲倉式制粉系統(tǒng)，固態(tài)排渣。主蒸汽額定蒸發(fā)量為280T/h，主汽壓力9.81MPa，主汽溫度540℃，給水溫度225℃。汽溫調(diào)節(jié)方式：過熱蒸汽采用噴水減溫方式調(diào)溫。

1 HDPF 控制系統(tǒng)常見問題

1.1 現(xiàn)場設(shè)備故障

現(xiàn)場設(shè)備包括現(xiàn)場的各種電動、氣動、液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、熱工測點和變送設(shè)備等，當(dāng)這些設(shè)備發(fā)生故障時，就會直接影響到DCS 的控制性能和精度。本次調(diào)試階段遇到最多的就是這類問題，在調(diào)試電動執(zhí)行器、風(fēng)門擋板的時候，現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，導(dǎo)致反饋信號不能真實反映控制意圖；變送器的引壓管路的敷設(shè)不合理導(dǎo)致壓力測量不準(zhǔn)確。例如，對于給水流量，主汽流量，汽包水位這些測量值就出現(xiàn)過這種情況，排除了軟件組態(tài)、差壓信號、相應(yīng)補(bǔ)償?shù)膯栴}，可以確定是設(shè)備本身的問題。現(xiàn)場也出現(xiàn)過把S 型熱電偶當(dāng)成K 型熱電偶的情況。所以一旦出現(xiàn)畫面參數(shù)不能正確顯示，執(zhí)行器的反饋無法受輸出控制，還有電動機(jī)無法啟停，電動門無法開關(guān)的情況，首先要懷疑設(shè)備本身是否有故障。

1.2 DCS 系統(tǒng)故障

DCS 系統(tǒng)本身存在缺陷導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，這類故障極少出現(xiàn)，一套成熟的DCS 系統(tǒng)，是經(jīng)過不斷測試完善之后才能應(yīng)用到工程上，所以這種情況很難出現(xiàn)。倘若系統(tǒng)本身出現(xiàn)了故障，可以嘗試重啟系統(tǒng)。本次調(diào)試沒有碰到此種情況。

1.3 DCS 硬件故障

此類故障一般多出現(xiàn)在DCS 機(jī)柜處，主要是卡件的損壞。例如調(diào)試階段通過軟件上硬件配置軟件這個自檢功能的檢測，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)經(jīng)常有離線或者斷線情況，畫面數(shù)據(jù)不刷新，在排除了現(xiàn)場設(shè)備的故障以及組態(tài)上的問題后，最后排查到卡件，發(fā)現(xiàn)由于不正確的拔插導(dǎo)致卡件上的管腳歪曲，或是卡件未將螺絲擰緊，卡件松動導(dǎo)致卡件離線。還有一種情況是機(jī)柜內(nèi)的散熱不好，濕度和溫度也會影響到卡件的補(bǔ)償精確度和本身的使用壽命。

1.4 DCS 軟件故障

軟件本身引起的故障。調(diào)試階段的組態(tài)工作時經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問題，由于工作量大以及復(fù)雜性，是出現(xiàn)概率很高的問題。

1.5 網(wǎng)絡(luò)異常

網(wǎng)絡(luò)故障一般都會出現(xiàn)DCS 系統(tǒng)離線的情況，本次調(diào)試就出現(xiàn)過畫面間斷性卡住，通訊中斷，嚴(yán)重時DCS 無法操作的問題。HDPF 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是A,B 雙網(wǎng)互為冗余的結(jié)構(gòu)，調(diào)試期間曾由于AB 網(wǎng)串接構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，數(shù)據(jù)量過大造成網(wǎng)絡(luò)堵塞。

1.6 干擾問題

由于電廠環(huán)境的復(fù)雜性，這類問題也是屬于比較普遍的一個問題。其主要原因有電磁干擾，錯誤的接地，電源引入干擾等。本次調(diào)試階段也遇到了此類問題，例如減溫水差壓信號波動很大，最后發(fā)現(xiàn)造成此現(xiàn)象的原因為多點接地，由于變送器信號除了供給DCS 使用外，還可同時提供給其他設(shè)備使用，因而這種信號常常串聯(lián)使用。如果串聯(lián)的其他設(shè)備輸入端有接地點，將造成兩個以上裝置共地，因而產(chǎn)生分流，導(dǎo)致DCS 的AI 信號失真。AI 信號失真，輕則使DCS 的顯示值不準(zhǔn)確；重則導(dǎo)致調(diào)節(jié)作用失常或保護(hù)裝置誤動作，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

1.7 操作不當(dāng)

運行人員不熟悉系統(tǒng)或者誤操作引起的故障。在做動力實驗的時候，曾經(jīng)發(fā)生過排粉機(jī)誤操引起鍋爐跳閘的事故。

2 HDPF 控制系統(tǒng)故障維護(hù)處理

2.1 現(xiàn)場設(shè)備故障維護(hù)處理

設(shè)備本身的故障一般是由于設(shè)備本身質(zhì)量不過關(guān)，或者現(xiàn)場環(huán)境惡劣導(dǎo)致儀表使用壽命不長，建議及時更換質(zhì)量較好的設(shè)備。

2.2 DCS 系統(tǒng)故障維護(hù)

系統(tǒng)出現(xiàn)卡死不可控的情況，可以重新進(jìn)入軟件，或者重啟一下DPU。

2.3 硬件維護(hù)

硬件上的故障需要各方人員相互配合來解決，一般DCS 系統(tǒng)都有自診斷的功能，充分的利用這個功能，找出相應(yīng)硬件部分，擰緊螺絲不要讓卡件松動。如果是卡件上某個點的問題可以換到相近備用點來解決，如果是卡件問題，及時更換卡件。機(jī)柜內(nèi)的溫度濕度需要保持在正常工況中，通風(fēng)散熱問題要做好。此類問題一般儀表電氣安裝調(diào)試人員會事先配合打通所有回路，排除不難，正常運行之后，極少再出現(xiàn)此類問題。

2.4 軟件維護(hù)

軟件問題，也是需要不斷配合各方人員進(jìn)行修改的。由于軟件畫面和組態(tài)工作量極大，必然會出現(xiàn)變量錯誤的調(diào)用問題。這類問題首先也需要配合安裝人員打通所有回路，確認(rèn)電動門、執(zhí)行器、電動機(jī)在DCS 上可以正常操作，保證邏輯的無誤。一些邏輯保護(hù)需配合電廠人員和安裝人員先把靜態(tài)實驗全部測試完畢。調(diào)試階段邏輯組態(tài)和主畫面根據(jù)現(xiàn)場實際情況會有許多地方需要修改，軟件問題和硬件問題大部分都可以在調(diào)試階段解決，正式運行之后基本上無需變動。

2.5 網(wǎng)絡(luò)故障維護(hù)

出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題，首先可以PING 一下DCS 的主控制網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況，則可以確定網(wǎng)絡(luò)存在問題。比如本次調(diào)試時碰到畫面間斷性卡死無法操作的情況：首先，確定網(wǎng)線是不是過長，過長則需加中繼器或者改成光纖；其次，排除是不是A,B 雙網(wǎng)構(gòu)成了環(huán)網(wǎng)；再者，如果交換機(jī)有問題，可以切換主副網(wǎng)絡(luò)時重啟交換機(jī)來解決網(wǎng)絡(luò)堵塞的情況。如果遇到數(shù)據(jù)庫算法無法下裝的緊急情況，可以用移動工程師站單獨把數(shù)據(jù)庫和算法下到每個DPU 中做應(yīng)急處理。

2.6 干擾故障維護(hù)處理

干擾問題首先一定要保證良好的接地，DCS 一定要單獨接地。倘若要串聯(lián)其他設(shè)備使用，變送器信號必須添加隔離措施。現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣時，DI 信號也可采用隔離繼電器，以確保安全，萬一發(fā)生事故時，只燒毀繼電器，卡件能夠保證安全。

2.7 人為故障處理

對于操作不當(dāng)?shù)膯栴}，DCS 廠家需要及時向運行人員提供操作手冊，并組織培訓(xùn)，使運行人員能夠掌握DCS 基本的操作。要避免無關(guān)人員操作DCS，下裝數(shù)據(jù)庫或者算法的時候需要經(jīng)過熱控工程師或者相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的同意。

3 結(jié)束語

在調(diào)試階段雖然遇到不少問題，但是通過各方配合及時找出原因，解決問題，保證了DCS 對電廠運行的積極作用。目前，#6 號爐已經(jīng)正式起爐4 個月，期間DCS 系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集正常，各連鎖保護(hù)投入保證了鍋爐的安全運行。HDPF 控制系統(tǒng)的正常投入運行表明國產(chǎn)DCS 正在走向一個成熟的階段。

［1］溫艷梅.淺談電廠DCS 系統(tǒng)的故障診斷和維護(hù)[J].河北煤炭,2006,06.

［2］馬述軍,劉志林,王寶容.信號隔離在電廠DCS 系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].Heilongjiang Electric Power,2001,11,23(6).