臨淄熱電調試DCS故障診斷及維護

周 昱 呂麗霞 楊 洋

（1.華北電力大學 自動化系，河北 保定071003；2.安徽省淮南礦業(yè)集團 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，在火電中的應用已經(jīng)成為一個必須具備的控制手段。本文將通過結合在臨淄熱電廠調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行維護處理。

臨淄熱電廠2012 年準備在原有機組的情況上擴建兩爐兩機。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℃。汽溫調節(jié)方式：過熱蒸汽采用噴水減溫方式調溫。

1 HDPF 控制系統(tǒng)常見問題

1.1 現(xiàn)場設備故障

現(xiàn)場設備包括現(xiàn)場的各種電動、氣動、液動執(zhí)行機構、熱工測點和變送設備等，當這些設備發(fā)生故障時，就會直接影響到DCS 的控制性能和精度。本次調試階段遇到最多的就是這類問題，在調試電動執(zhí)行器、風門擋板的時候，現(xiàn)場執(zhí)行機構經(jīng)常出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，導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不合理導致壓力測量不準確。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、相應補償?shù)膯栴}，可以確定是設備本身的問題。現(xiàn)場也出現(xiàn)過把S 型熱電偶當成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，還有電動機無法啟停，電動門無法開關的情況，首先要懷疑設備本身是否有故障。

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 機柜處，主要是卡件的損壞。例如調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致卡件上的管腳歪曲，或是卡件未將螺絲擰緊，卡件松動導致卡件離線。還有一種情況是機柜內的散熱不好，濕度和溫度也會影響到卡件的補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雜性，是出現(xiàn)概率很高的問題。

1.5 網(wǎng)絡異常

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

1.6 干擾問題

由于電廠環(huán)境的復雜性，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，導致DCS 的AI 信號失真。AI 信號失真，輕則使DCS 的顯示值不準確；重則導致調節(jié)作用失?；虮Ｗo裝置誤動作，產(chǎn)生嚴重后果。

1.7 操作不當

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)生過排粉機誤操引起鍋爐跳閘的事故。

2 HDPF 控制系統(tǒng)故障維護處理

2.1 現(xiàn)場設備故障維護處理

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

2.2 DCS 系統(tǒng)故障維護

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

2.3 硬件維護

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。機柜內的溫度濕度需要保持在正常工況中，通風散熱問題要做好。此類問題一般儀表電氣安裝調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

軟件問題，也是需要不斷配合各方人員進行修改的。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，確認電動門、執(zhí)行器、電動機在DCS 上可以正常操作，保證邏輯的無誤。一些邏輯保護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試階段解決，正式運行之后基本上無需變動。

2.5 網(wǎng)絡故障維護

出現(xiàn)網(wǎng)絡問題，首先可以PING 一下DCS 的主控制網(wǎng)絡和系統(tǒng)網(wǎng)絡，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況，則可以確定網(wǎng)絡存在問題。比如本次調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)構成了環(huán)網(wǎng)；再者，如果交換機有問題，可以切換主副網(wǎng)絡時重啟交換機來解決網(wǎng)絡堵塞的情況。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 中做應急處理。

2.6 干擾故障維護處理

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)其他設備使用，變送器信號必須添加隔離措施?，F(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?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，使運行人員能夠掌握DCS 基本的操作。要避免無關人員操作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領導的同意。

3 結束語

在調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[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)中的應用[J].Heilongjiang Electric Power,2001,11,23(6).