临淄热电调试DCS故障诊断及维护

2013-08-15吕丽霞

山东工业技术 2013年10期

周昱吕丽霞杨洋

（1.华北电力大学自动化系，河北保定071003；2.安徽省淮南矿业集团顾桥电厂，安徽淮南232000）

0 引言

分散控制系统（Distributed Control System 以下简称DCS）自问世以来，通过不断的发展和完善，在火电中的应用已经成为一个必须具备的控制手段。本文将通过结合在临淄热电厂调试阶段的实际情况中所遇到的一些问题，分析故障的原因及如何对其进行维护处理。

临淄热电厂2012 年准备在原有机组的情况上扩建两炉两机。锅炉是露天布置，自然循环煤粉炉，四角喷燃，中间储仓式制粉系统，固态排渣。主蒸汽额定蒸发量为280T/h，主汽压力9.81MPa，主汽温度540℃，给水温度225℃。汽温调节方式：过热蒸汽采用喷水减温方式调温。

1 HDPF 控制系统常见问题

1.1 现场设备故障

现场设备包括现场的各种电动、气动、液动执行机构、热工测点和变送设备等，当这些设备发生故障时，就会直接影响到DCS 的控制性能和精度。本次调试阶段遇到最多的就是这类问题，在调试电动执行器、风门挡板的时候，现场执行机构经常出现卡涩现象，导致反馈信号不能真实反映控制意图；变送器的引压管路的敷设不合理导致压力测量不准确。例如，对于给水流量，主汽流量，汽包水位这些测量值就出现过这种情况，排除了软件组态、差压信号、相应补偿的问题，可以确定是设备本身的问题。现场也出现过把S 型热电偶当成K 型热电偶的情况。所以一旦出现画面参数不能正确显示，执行器的反馈无法受输出控制，还有电动机无法启停，电动门无法开关的情况，首先要怀疑设备本身是否有故障。

1.2 DCS 系统故障

DCS 系统本身存在缺陷导致系统瘫痪，这类故障极少出现，一套成熟的DCS 系统，是经过不断测试完善之后才能应用到工程上，所以这种情况很难出现。倘若系统本身出现了故障，可以尝试重启系统。本次调试没有碰到此种情况。

1.3 DCS 硬件故障

此类故障一般多出现在DCS 机柜处，主要是卡件的损坏。例如调试阶段通过软件上硬件配置软件这个自检功能的检测，发现数据经常有离线或者断线情况，画面数据不刷新，在排除了现场设备的故障以及组态上的问题后，最后排查到卡件，发现由于不正确的拔插导致卡件上的管脚歪曲，或是卡件未将螺丝拧紧，卡件松动导致卡件离线。还有一种情况是机柜内的散热不好，湿度和温度也会影响到卡件的补偿精确度和本身的使用寿命。

1.4 DCS 软件故障

软件本身引起的故障。调试阶段的组态工作时经常出现这样的问题，由于工作量大以及复杂性，是出现概率很高的问题。

1.5 网络异常

网络故障一般都会出现DCS 系统离线的情况，本次调试就出现过画面间断性卡住，通讯中断，严重时DCS 无法操作的问题。HDPF 控制系统网络是A,B 双网互为冗余的结构，调试期间曾由于AB 网串接构成环网，数据量过大造成网络堵塞。

1.6 干扰问题

由于电厂环境的复杂性，这类问题也是属于比较普遍的一个问题。其主要原因有电磁干扰，错误的接地，电源引入干扰等。本次调试阶段也遇到了此类问题，例如减温水差压信号波动很大，最后发现造成此现象的原因为多点接地，由于变送器信号除了供给DCS 使用外，还可同时提供给其他设备使用，因而这种信号常常串联使用。如果串联的其他设备输入端有接地点，将造成两个以上装置共地，因而产生分流，导致DCS 的AI 信号失真。AI 信号失真，轻则使DCS 的显示值不准确；重则导致调节作用失常或保护装置误动作，产生严重后果。

1.7 操作不当

运行人员不熟悉系统或者误操作引起的故障。在做动力实验的时候，曾经发生过排粉机误操引起锅炉跳闸的事故。

2 HDPF 控制系统故障维护处理

2.1 现场设备故障维护处理

设备本身的故障一般是由于设备本身质量不过关，或者现场环境恶劣导致仪表使用寿命不长，建议及时更换质量较好的设备。

2.2 DCS 系统故障维护

系统出现卡死不可控的情况，可以重新进入软件，或者重启一下DPU。

2.3 硬件维护

硬件上的故障需要各方人员相互配合来解决，一般DCS 系统都有自诊断的功能，充分的利用这个功能，找出相应硬件部分，拧紧螺丝不要让卡件松动。如果是卡件上某个点的问题可以换到相近备用点来解决，如果是卡件问题，及时更换卡件。机柜内的温度湿度需要保持在正常工况中，通风散热问题要做好。此类问题一般仪表电气安装调试人员会事先配合打通所有回路，排除不难，正常运行之后，极少再出现此类问题。

2.4 软件维护

软件问题，也是需要不断配合各方人员进行修改的。由于软件画面和组态工作量极大，必然会出现变量错误的调用问题。这类问题首先也需要配合安装人员打通所有回路，确认电动门、执行器、电动机在DCS 上可以正常操作，保证逻辑的无误。一些逻辑保护需配合电厂人员和安装人员先把静态实验全部测试完毕。调试阶段逻辑组态和主画面根据现场实际情况会有许多地方需要修改，软件问题和硬件问题大部分都可以在调试阶段解决，正式运行之后基本上无需变动。

2.5 网络故障维护

出现网络问题，首先可以PING 一下DCS 的主控制网络和系统网络，若出现数据丢失情况，则可以确定网络存在问题。比如本次调试时碰到画面间断性卡死无法操作的情况：首先，确定网线是不是过长，过长则需加中继器或者改成光纤；其次，排除是不是A,B 双网构成了环网；再者，如果交换机有问题，可以切换主副网络时重启交换机来解决网络堵塞的情况。如果遇到数据库算法无法下装的紧急情况，可以用移动工程师站单独把数据库和算法下到每个DPU 中做应急处理。