一起循環(huán)水泵非正常連啟事件原因分析與防范對(duì)策

彭勃趙陽

（1.廣西桂能科技發(fā)展有限公司廣西南寧5300232.北京ABB貝利控制工程有限公司北京100084）

一起循環(huán)水泵非正常連啟事件原因分析與防范對(duì)策

彭勃1趙陽2

（1.廣西桂能科技發(fā)展有限公司廣西南寧5300232.北京ABB貝利控制工程有限公司北京100084）

針對(duì)一起循環(huán)水泵在執(zhí)行順控停止步驟時(shí)，泵停運(yùn)后又啟動(dòng)運(yùn)行的不正常事件進(jìn)行原因分析，最終發(fā)現(xiàn)是DCS模塊參數(shù)設(shè)置和邏輯組態(tài)存在問題，從而引起指令誤發(fā)。經(jīng)優(yōu)化后很好地解決了該問題，類似情況沒有再發(fā)生。

循環(huán)水泵；DCS；邏輯組態(tài)；參數(shù)設(shè)置

目前國(guó)內(nèi)大型火電廠基本上采用DCS（分散控制系統(tǒng)）進(jìn)行集中控制。中電廣西防城港電廠二期擴(kuò)建工程2×660MW機(jī)組DCS采用的是北京ABB貝利的Symphony Plus系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)、爐、電協(xié)調(diào)控制及相關(guān)控制，工程師站組態(tài)工具為Composer Harmony，操作員站版本為S+Operations 2.0.3。

實(shí)際應(yīng)用中，由于DCS模塊參數(shù)設(shè)置不合理，或者邏輯組態(tài)存在問題的話，就會(huì)出現(xiàn)一些非正常的現(xiàn)象，防城港電廠3號(hào)機(jī)組循環(huán)水泵調(diào)試過程中就出現(xiàn)過泵非正常連啟的情況。

1 事情經(jīng)過

2016年7月14日12時(shí)19分左右，3B循環(huán)水泵順控啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)泵出口管道有漏水，馬上執(zhí)行順控停止步驟，執(zhí)行到停止3B循環(huán)水泵這一步，泵停止6s后，又再次啟動(dòng)。

當(dāng)時(shí)運(yùn)行人員未進(jìn)行其他操作，泵非正常啟動(dòng)后，立即手動(dòng)分閘，DCS畫面上掛禁操。

2 原因分析

出現(xiàn)此類問題，不是電氣專業(yè)的原因，就是熱控專業(yè)的原因，下面進(jìn)行具體分析：

2.1 電氣專業(yè)原因分析

3B循環(huán)水泵電機(jī)6kV開關(guān)柜發(fā)出了啟動(dòng)指令。有兩種可能：①DCS合閘繼電器閉合；②就地開關(guān)柜發(fā)合閘指令。

如果是就地開關(guān)自動(dòng)合閘，DCS指令和反饋不一致，3B循環(huán)水泵DCS圖標(biāo)會(huì)顯示黃色故障狀態(tài)。實(shí)際上，根據(jù)當(dāng)值運(yùn)行和調(diào)試人員反映，當(dāng)時(shí)3B循環(huán)水泵DCS畫面上顯示的是紅色，即指令和反饋一致。因此，3B循環(huán)水泵電機(jī)啟動(dòng)指令是由DCS發(fā)出的，電氣專業(yè)原因可以排除。

2.2 熱控專業(yè)原因分析

從DCS歷史趨勢(shì)中發(fā)現(xiàn)，12：20：013B循環(huán)水泵電機(jī)停止反饋到，12：20：06合閘反饋到；調(diào)取3B循環(huán)水泵電機(jī)“l(fā)ast value”即動(dòng)作記錄值，發(fā)現(xiàn)在12：20：06之前，有兩次自動(dòng)啟動(dòng)指令發(fā)出。從而充分說明3B循環(huán)水泵電機(jī)啟動(dòng)指令是由DCS發(fā)出的。

現(xiàn)有的DCS邏輯中，觸發(fā)3B循環(huán)水泵電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)有如下五種可能原因：

（1）3B循環(huán)水泵連鎖投入，且3A循環(huán)水泵停止，脈沖3s；

（2）3B循環(huán)水泵連鎖投入，且循環(huán)水聯(lián)絡(luò)門已開，且3A或4A或4B循環(huán)水泵停止，脈沖3s；

（3）3B循環(huán)水泵聯(lián)鎖投入，且#3機(jī)循環(huán)水泵出口母管壓力≤0.06MPa，延時(shí)5s，脈沖3s；

（4）3B循環(huán)水泵聯(lián)鎖投入，且循環(huán)水聯(lián)絡(luò)門已開，且#4機(jī)循環(huán)水泵出口母管壓力≤0.06MPa，延時(shí)5s，脈沖3s；

（5）3B循環(huán)水泵及液控蝶閥聯(lián)鎖投入，且3B循環(huán)水泵出口液控蝶閥開閥至15°，脈沖2s。

當(dāng)時(shí)3B循環(huán)水泵聯(lián)鎖投入開關(guān)未投，不可能觸發(fā)自動(dòng)啟動(dòng)指令，因此排除前4種可能原因。3B循環(huán)水泵及液控蝶閥聯(lián)鎖投入開關(guān)當(dāng)時(shí)已投入，只要有3B循環(huán)水泵出口液控蝶閥開閥至15°信號(hào)產(chǎn)生，即觸發(fā)自動(dòng)啟動(dòng)。因此，我們可以得出觸發(fā)3B循環(huán)水泵電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)的唯一原因是：3B循環(huán)水泵出口液控蝶閥“開15°信號(hào)”誤發(fā)。

“開15°信號(hào)”誤發(fā)分析：

在液控蝶閥開啟和關(guān)閉的過程中，“開15°”信號(hào)都會(huì)觸發(fā)，因此為了確保只有在蝶閥開啟過程中，“開15°”信號(hào)來，我們進(jìn)行了邏輯判斷，見圖1。

順控停止3B循環(huán)水泵的步驟中，第二步為關(guān)3B循環(huán)水泵出口液控蝶閥，第三步為停止3B循環(huán)水泵，第二步執(zhí)行結(jié)束的反饋是液控蝶閥關(guān)閥至75°，剛好開15°的行程開關(guān)也觸動(dòng)了，向DCS發(fā)開15°信號(hào)。從圖1我們可以看出，出現(xiàn)“開15°信號(hào)”誤發(fā)的唯一原因就是：3B循環(huán)水泵出口液控蝶閥啟動(dòng)指令誤發(fā)。

為了印證這一推論，我們進(jìn)行了兩次模擬試驗(yàn)，模擬在自動(dòng)停止指令發(fā)出時(shí)，啟動(dòng)指令和中停指令動(dòng)作情況。圖2和圖3為250ms的掃描周期實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集曲線。

圖1 “開15°”信號(hào)邏輯判斷

圖2 發(fā)自動(dòng)停止指令實(shí)時(shí)采集曲線之一

圖3 發(fā)自動(dòng)停止指令實(shí)時(shí)采集曲線之二

從圖3可以看出，在自動(dòng)停止指令發(fā)出后，除了停止指令出現(xiàn)，中停指令出現(xiàn)過，啟動(dòng)指令沒有出現(xiàn)。

上述兩次模擬試驗(yàn)證明了我們的推論是成立的，即在停止指令發(fā)出時(shí)，啟動(dòng)和中停指令存在誤發(fā)的情況，最終導(dǎo)致了“開15°”信號(hào)誤發(fā)。因而需要對(duì)現(xiàn)有帶中停功能的DCS組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，確保只有自動(dòng)停止指令發(fā)出時(shí)，中停指令和啟動(dòng)指令不會(huì)誤發(fā)。

3 防范對(duì)策

針對(duì)中停指令和啟動(dòng)指令誤發(fā)的情況，分別采取不同的優(yōu)化方法。

3.1 中停指令誤發(fā)優(yōu)化方法

一般的連鎖邏輯中，只有自動(dòng)啟動(dòng)或者自動(dòng)停止，沒有自動(dòng)中停。因而，可以將自動(dòng)中停指令的出口全部屏蔽。現(xiàn)有的DCS組態(tài)模板中，所有的指令出口都要通過能碼為129的多狀態(tài)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器。其中，S9默認(rèn)值為10，即只要有條件觸發(fā)就會(huì)輸出中停指令，改為0的話，輸出一直保持0不變。

因此，將S9的值由原來的10改為0，就可以解決中停指令誤發(fā)的問題。

3.2 啟動(dòng)指令誤發(fā)優(yōu)化方法

在出現(xiàn)3B循環(huán)水泵非正常連啟后，我們將3B循環(huán)水泵電機(jī)打試驗(yàn)位，進(jìn)行了多次順控啟動(dòng)和順控停止試驗(yàn)，模擬事發(fā)時(shí)場(chǎng)景，均未出現(xiàn)非正常連啟的情況。并且，從前面兩次模擬試驗(yàn)中可以看出，在停止指令發(fā)出時(shí)，啟動(dòng)指令不是每次都會(huì)觸發(fā)?？梢哉J(rèn)為，啟動(dòng)指令的誤發(fā)具有偶然性。

從圖2和圖3可以看出，在250ms的掃描周期實(shí)時(shí)采集曲線中，啟動(dòng)指令的上升沿很短，不到250ms。一般控制器的運(yùn)算周期設(shè)置為250ms，有可能在一個(gè)運(yùn)算周期中控制器沒有采集到這個(gè)上升沿，下一個(gè)運(yùn)算周期采集到了這個(gè)上升沿，啟動(dòng)指令就觸發(fā)了。

最可行的方法就是不讓控制器采集到這個(gè)偶然的上升沿。經(jīng)過多次嘗試，對(duì)DCS組態(tài)進(jìn)行了如下優(yōu)化：在啟動(dòng)指令前再加一個(gè)模塊，增加后既不影響啟動(dòng)指令的正常輸出，也不影響中停和停止指令的輸出。最終選擇了功能碼為35的計(jì)時(shí)器模塊，設(shè)置為延時(shí)功能，將延時(shí)時(shí)間設(shè)置為“0”。

3.3 驗(yàn)證效果

經(jīng)過以上兩項(xiàng)優(yōu)化后，我們進(jìn)行了三次模擬試驗(yàn)，模擬在自動(dòng)停止指令發(fā)出后，啟動(dòng)指令和中停指令動(dòng)作情況，試驗(yàn)曲線見圖4～6。

圖4 優(yōu)化后，發(fā)自動(dòng)停止指令實(shí)時(shí)采集曲線之一

圖5 優(yōu)化后，發(fā)自動(dòng)停止指令實(shí)時(shí)采集曲線之二

圖6 優(yōu)化后，發(fā)自動(dòng)停止指令實(shí)時(shí)采集曲線之三

從優(yōu)化后的實(shí)時(shí)采集曲線可以看出，在發(fā)出停止指令后，啟動(dòng)和中停指令都沒有誤發(fā)，達(dá)到了預(yù)期效果。之后循環(huán)水泵在工作位置多次順控啟動(dòng)和順控停止，都沒有出現(xiàn)非正常連啟的情況，說明了我們的優(yōu)化方法是行之有效的。

4 結(jié)語

經(jīng)過對(duì)各種可能原因進(jìn)行層層分析，最終發(fā)現(xiàn)是因?yàn)镈CS指令誤發(fā)導(dǎo)致循環(huán)水泵誤啟動(dòng)，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)有的帶中停功能的DCS模塊參數(shù)和邏輯組態(tài)進(jìn)行了優(yōu)化，確保不會(huì)發(fā)生類似問題。但現(xiàn)有的“開15°信號(hào)”邏輯判斷還有一個(gè)缺陷，那就是RS觸發(fā)器的復(fù)位要靠DCS的中停或停止指令，如果液控蝶閥就地失電關(guān)閉，RS觸發(fā)器出口就會(huì)一直保持為“1”，只要現(xiàn)場(chǎng)行程開關(guān)開15°信號(hào)過來，邏輯判斷“開15°”信號(hào)成立，就會(huì)又連啟循環(huán)水泵。針對(duì)這個(gè)問題，可以采取兩個(gè)方法，一是在液控蝶閥就地關(guān)閉后，在DCS上發(fā)中?；蛲Ｖ怪噶钍筊S觸發(fā)器復(fù)位；二是“開15°”信號(hào)邏輯判斷在就地控制柜實(shí)現(xiàn)，DCS只接受這個(gè)反饋信號(hào)參與連鎖保護(hù)。

[1]ABB Symphony Plus說明書.北京ABB貝利控制有限公司，2015.

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1004-7344（2016）28-0157-02

2016-9-12