OVATION控制器故障原因分析及在線更換

謝 松，潘穎娣

（寧夏棗泉發(fā)電有限責(zé)任公司，銀川 750409）

0 引言

棗泉電廠2×660MW 超超臨界火電機(jī)組的分散控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱DCS），采用艾默生過(guò)程控制有限公司的OVATION 控制系統(tǒng)，軟件版本號(hào)為OVATION3.5.1。控制器冗余配置，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)控制器處于正常模式，另一臺(tái)控制器處于備用模式，當(dāng)處于正常模式的控制器故障后，會(huì)無(wú)擾切至備用控制器，保證設(shè)備正常運(yùn)行。

1 公用系統(tǒng)85號(hào)控制器故障

2019 年06 月12 日9 時(shí)30 分，儀控檢修人員進(jìn)行DCS 巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)公用系統(tǒng)控制器狀態(tài)監(jiān)視畫面中85 號(hào)控制器顏色為橙色[1]，表示控制器處于故障模式；35 號(hào)控制器顏色為綠色，表示處于正常模式，查看控制器故障代碼為09H（SSV TASK FAULT）。使用DCS 自帶的故障信息查詢工具OVFIT 查詢故障代碼，初步判斷該故障跟存儲(chǔ)器相關(guān)。

2 控制器在線更換

公用系統(tǒng)35/85 號(hào)控制器主要控制設(shè)備為全廠公用的空壓機(jī)系統(tǒng)，單控制器運(yùn)行存在重大隱患。儀控檢修人員于10 時(shí)38 分開具工作票對(duì)85 號(hào)控制器進(jìn)行重啟，但控制器始終無(wú)法啟動(dòng)，決定對(duì)故障控制器進(jìn)行在線更換。

2.1 為防止控制器更換過(guò)程中35號(hào)控制器故障導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作，安全措施如下：

1）將重要設(shè)備指令強(qiáng)制為當(dāng)前值。將01A/01B/01C 離心空壓機(jī)停指令、01A/01B 螺桿空壓機(jī)停指令、01A-01F干燥機(jī)停指令強(qiáng)制為0。

2）將重要閥門切至就地控制方式，運(yùn)行巡檢就地待命。將01A/01B/01C 離心空壓機(jī)冷卻水電動(dòng)閥、01A/01B 螺桿空壓機(jī)冷卻水電動(dòng)閥、01A-01F 干燥機(jī)壓縮氣入口電動(dòng)閥、01A-01F 干燥機(jī)冷卻水電動(dòng)閥、廠用儲(chǔ)氣罐壓縮氣入口電動(dòng)閥切至就地控制。

3）停運(yùn)灰?guī)旄苫曳诌x系統(tǒng)，運(yùn)行人員加強(qiáng)對(duì)灰?guī)煸O(shè)備巡檢。

4）將處于備用狀態(tài)的01B 離心空壓機(jī)及01D 干燥機(jī)切至就地控制，如在更換過(guò)程中出現(xiàn)運(yùn)行空壓機(jī)及干燥機(jī)跳閘，應(yīng)立即將01B 離心空壓機(jī)及01D 干燥機(jī)啟動(dòng)恢復(fù)供氣，隨后就地啟動(dòng)其他空壓機(jī)及干燥機(jī)。

2.2 控制器更換步驟

1）打開組態(tài)軟件OVATION Studio，對(duì)35/85 控制器進(jìn)行兩步Reconcile，將運(yùn)行控制器內(nèi)在線修改過(guò)的參數(shù)回讀至離線數(shù)據(jù)庫(kù)。

2）確認(rèn)需要更換的控制器處于故障狀態(tài)，斷開故障控制器的電源。

3）拔出故障控制器上方網(wǎng)口N2、N3、N4 中的網(wǎng)線，記錄端口與網(wǎng)線對(duì)應(yīng)關(guān)系，防止恢復(fù)時(shí)插錯(cuò)。

4）拔出故障控制器前要先拔出IOIC 卡，再拔出DPU單元。

5）格式化新控制器的CF 卡[2]。具體格式化步驟如下：

◇ 確認(rèn)電腦識(shí)別出CF 卡的盤符E 并記錄。

◇ 在電腦上打開DOS 命令窗口Start →Run →Cmd。

◇ 輸入格式化語(yǔ)句并按下回車。

注意：

◆ 當(dāng)內(nèi)存為128MB 時(shí)，語(yǔ)句為：format E: /a:8192 /fs:FAT

◆ 當(dāng) 內(nèi) 存 為1GB 時(shí)， 語(yǔ) 句 為：format E: /a:16k /fs:FAT

6）插上新的DPU 單元和IOIC 卡，按記錄恢復(fù)網(wǎng)線及冗余互連線。

7）對(duì)控制器重新上電，檢查控制器狀態(tài)燈指示燈。需要注意的是，此時(shí)OVATION Studio 數(shù)據(jù)庫(kù)中還未配置新控制器的物理地址，當(dāng)控制器上電完成后，在DCS 系統(tǒng)監(jiān)視畫面上該控制器狀態(tài)仍然為灰色。

圖1 核對(duì)控制器物理地址Fig.1 Checking the physical address of the controller

8）打開服務(wù)器上的Error Log 窗口，查看系統(tǒng)識(shí)別到的新控制器物理地址：00:40:03:05:E0:39，與新控制器下方標(biāo)簽處的物理地址進(jìn)行核對(duì)。

9） 打 開 組 態(tài) 軟 件Ovation Developer Studio， 在DROP35/85 控制器上執(zhí)行右鍵→Open，修改DROP85 控制器的物理地址[3]。

10）就地手動(dòng)重啟控制器，同時(shí)觀察服務(wù)器上的Ovation Error Log 窗口，看到“Ready to be downloaded”信息后，對(duì)新控制器進(jìn)行Download →Reboot →Clear →Load操作。控制器重啟后即處于備用模式，更換完成。由于機(jī)組運(yùn)行，出于安全考慮未對(duì)35 號(hào)控制器進(jìn)行Load 操作，系統(tǒng)監(jiān)視畫面中主控制器會(huì)顯示DB 與PTR，不影響控制器切換，待機(jī)組停運(yùn)后操作。

3 試驗(yàn)與分析

1）將更換下來(lái)的控制器分成3 個(gè)部分：DPU 單元、IOIC 卡、CF 卡，在OVATION 最小系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。將原85號(hào)控制器的CF 卡用讀卡器連接至電腦后，提示需要格式化，說(shuō)明85 號(hào)控制器的CF 卡損壞。

2）將CF 卡進(jìn)行兩遍格式化后，對(duì)85 號(hào)控制器進(jìn)行重新配置，在配置好物理地址后進(jìn)行Download 時(shí)報(bào)錯(cuò)“Error on remote query”。

表1 試驗(yàn)記錄表Table 1 Test record sheet

3）更換新CF 卡后，控制器配置一切正常，最終判定原85 號(hào)控制器因CF 卡損壞導(dǎo)致控制器報(bào)故障。

4 邏輯優(yōu)化

本次發(fā)生控制故障較實(shí)際發(fā)生時(shí)間晚20 個(gè)小時(shí)，使公用系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于單控制器運(yùn)行方式，存在重大隱患。查閱Ovation 記錄類型參考手冊(cè)，控制器的站點(diǎn)如DROP85 中FA 寄存器的第15 位為1 表示控制器檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)超時(shí)；FB寄存器數(shù)值為6 表示控制器故障；K0 寄存器數(shù)值為3 表示通訊網(wǎng)口故障；K1 寄存器數(shù)值為3 表示冗余網(wǎng)口故障。通過(guò)監(jiān)視這4 個(gè)寄存器的狀態(tài)生成控制器報(bào)警點(diǎn)，用于光字報(bào)警[4]，便于運(yùn)行人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)控制器故障，及時(shí)通知儀控人員啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以確定OVATION 系統(tǒng)控制報(bào)故障09H（SSV TASK FAULT）的原因?yàn)镃F 卡損壞，但是出于機(jī)組運(yùn)行安全考慮，本次故障處理直接更換整套控制器備件。針對(duì)此次控制器故障，班組加強(qiáng)了DCS 日常巡檢，必須查看DCS 系統(tǒng)監(jiān)視畫面，停機(jī)后完善了控制器故障大屏報(bào)警邏輯。