300MW机组DCS常见问题及解决办法研究

任 凯

北京朗新明环保科技有限公司 100039

1 300MW机组DCS控制系统存在的问题分析

北京某电厂内的300MW机组在最初配置DCS控制系统时，共设计了2套独立的控制系统，其中一套是L＆N公司出品的MAX1000系统，其主要负责实现以下功能：DAS、CCS、SCS和BMS等，而另一套系统则是W.H公司出品的WDPF系统，其主要是负责实现DEH以及MEH等功能。300MW机组是电厂生产过程中不可或缺的重要设备之一，而DCS控制系统则是确保机组能够安全稳定运行的基础。由于该电厂300MW机组所采用的这两套控制系统都是早期的控制技术，加之系统在经过这些年的运行后，各种各样的问题也随之显现，较为常见的问题有以下几个方面：

其一，由于长时间的运行机组设备的老化程度都比较严重，从而使得控制系统的工作站、DPU以及网络故障率也都随之不断增加，系统本身的可靠性大幅降低，日常维护工作量越来越大，同时DCS控制也越来越不稳定，这些种种都严重威胁到了机组设备的安全、可靠、稳定和经济运行。

其二，由于控制系统采用的是早期的控制技术，该产品的备件以及各种备品越来越稀缺，而且备件本身的价格与最初时相比要贵出2～3倍左右，同时工作站、I/O卡件以及DPU等主要设备的备件都基本停产和下线，这给系统的维护检修工作带来了诸多不便，从而很难确保系统安全、稳定运行。

其三，由于本控制系统采用的是两套DCS，致使系统的时钟无法达到统一，加之系统本身的网络结构过于复杂，不但维护起来不方便，而且还不利于相关管理工作的进行。

其四，由于工程师站采用的是UNIX操作系统，其人机界面相对较差，并且功能也过于集中，如历史趋势数据收集、组态数据、SOE以及报表打印等等功能全部都集中在一台计算机上完成，这使得操作系统的使用负荷过大。同时因为一些功能不太完善，使得事件记录和历史趋势等等都受到通信容量过小的限制，从而导致了事件记录无法启用、历史趋势点数量也设置的非常有限，这样一来造成了采样时间的间隔相对较长。此外，系统本身的硬盘存储空间较小，大量的历史数据都无法长时间保存，这给机组异常事故的分析带来了诸多不便。为了解决以上种种问题，决定对现有的DCS控制系统进行改造。

2 300MW机组DCS控制系统的改造

2.1 DCS系统的具体改造方案

1）在经过实用性、先进性、经济性等多方面综合分析后，最终决定采用美国Mesto公司出品的MAXDNA4.3产品，系统的工作站则采用WIN XP2软件平台，并确定为机炉一体化控制方案，只采用一套控制系统来完成对300MW机组主机和辅机等设备的控制。同时将以下部分的控制全部纳入到DCS系统控制当中，具体包括BT盘表计、汽轮机AV6旁路控制、OD手动操作站、BCM手动操作站、气动调节仪以及闪光报警系统等等。此外，汽轮机的仪表监测系统以及锅炉自身配有的吹灰装置全都利用通讯的方式与DCS控制系统进行可靠连接，并由DCS进行一并控制。

2）原有的控制室B盘改造后只保留以下重要部分：全炉膛与煤层火焰、汽包水位显示与水位计、炉膛大量程负压表计以及一些较为重要的信号报警指示光字牌，其它的信号指示灯全部采用DCS做成软光字牌。同时将T盘改为两块84英寸的大显示屏，以此来显示机组运行过程中的一些重要参数，并将其作为操作站与DCS相连接。

3）本次系统改造原有的控制逻辑原则不变，仅对极个别的一些逻辑控制方案进行了优化处理，如BMS的油泄漏试验优化以及锅炉吹扫逻辑优化等等。原本的SCS系统逻辑基本保持不变。

2.2 系统改造难点及解决措施

1）在对DCS控制系统DPU状态细节画面进行测试的过程中，当拔出DI卡时，报警显示为AI卡故障，经现场分析后发现，导致这一问题的原因是DI卡扫描速度默认问题，其解决方法是将全部DI卡均设置成为快速扫描。

2）在对大小机的转速卡进行测试时发现，当其处于较低转速时，信号波动非常大，经过认真的检查后发现，导致这一问题的原因是生产厂商发货的转速终端板与实际的转速卡版本不匹配，经调整为匹配的版本后该问题得以消除。

3）在对机柜当中的卡件进行故障测试时发现，主备用DPU时常会发生自动切换的现象，这不利于设备的安全控制，经检测后发现导致这一问题的原因是故障报警选项异常，经优化设置后，并再次进行测试DPU恢复正常，在主控DPU正常运行过程没有再出现自动切换的情况。

通过本次改造后，DCS控制系统基本能够对300MW机组进行全方位控制，显著提高了机组的运行效率，大幅度减轻了维护工作量，经济效益非常明显。值得注意的是，DCS控制系统在运行过程中，有时会出现异常，当系统发生异常时会对机组运行造成一定影响。为此，必须针对这些异常问题采取相应的处理措施加以解决。下面简要介绍一下DCS控制系统的异常处理措施。

2.3 DCS异常处理措施

当DCS发生异常时，可借助SYSMgmt来查找故障点，并对其进行相应处理，具体内容如下：

1）操作站单台系统出现死机情况。此类异常发生后，可由现场运行人员在其它操作站上进行操作监控，如果情况紧急，也可在现场负责人的监护下由操作员进入到工程师站进行监控。此时维护人员应当及时对死机的系统进行重启处理，以便使系统快速恢复正常。

2）当工程师站发生死机并重启后，还应对DEH至DCS的通讯程序也进行重启，启动后应选择SoftMnt→VT100进入到系统终端的仿真界面当中，并键入：

3）当值班站发生死机时，可根据计算机系统的重启方式进行相应处理，即同时键入Ctrl+Alt+Del。若是此操作无法实现，则可通过主机上的冷启动按钮Reset进行重启。

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