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技術文章

淺談分散控制系統(tǒng)故障預防及應急處理

點擊次數(shù):1671 發(fā)布時間:2012-8-15

摘要:DCS可能出現(xiàn)的故障分析及應對措施
  
  一、簡介
  
  大唐甘谷發(fā)電廠的分散控制系統(tǒng)(DCS)采用GE新華控制工程有限公司的XDPS-400e,整個整個系統(tǒng)劃分為#1機組DCS系統(tǒng)、#2機組DCS系統(tǒng)和公用DCS系統(tǒng)三大塊。DCS系統(tǒng)覆蓋常規(guī)的DAS、FSSS、MCS、SCS、BPC和ECS系統(tǒng)以及空冷系統(tǒng)ACC控制。
  
  二、預防措施
  
  針對DCS系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障,從設計到管理,都做了相應的預防措施,
  
  1、所有的DPU,采用1:1冗余,若某個DPU發(fā)生故障,可以在100ms之內切換到備用的DPU。每臺機組的5個操作員站及4個工程師是通用的(通過密碼進行軟切換)。當部分操作員站出現(xiàn)黑屏等故障時,可以采用其他正常的操作員站或者工程師站進行操作。
  
  2、在設計時就采用分散的原則,如A、B、C三臺給水泵采用不同的DPU進行控制,可以在DPU發(fā)生故障時,有效地阻止事故的擴大化。
  
  3、DCS系統(tǒng)還配備了后備應急按鈕,如MFT、汽包事故放水門、汽機跳閘、交流潤滑油泵啟動、、發(fā)變組斷路器緊急跳閘、柴油發(fā)電機啟動等,這些按鈕獨立于DCS系統(tǒng)之外,保證在DCS系統(tǒng)出現(xiàn)異常和緊急情況下停止或者啟動相關設備。
  
  4、DCS主通訊網(wǎng)絡采用100M光纖通訊,采用HIRSCHMANN交換機連接成一個實時環(huán)網(wǎng),每個DPU與主干網(wǎng)絡通過10M的工業(yè)以太網(wǎng)進行連接,網(wǎng)絡負荷一般不超過5%。針對異常信號可能連續(xù)發(fā)送,造成網(wǎng)絡負荷高的情況,對交換機采取流量限制,其中連接交換機的光纖的流量限制為15000PKT/S,每個DPU到實時通訊網(wǎng)絡的流量限制為1500PKT/S
  
  5、操作員站上專門做了一幅系統(tǒng)故障報警畫面,DCS系統(tǒng)中的任一個IO卡件、任一網(wǎng)絡節(jié)點脫單網(wǎng)和脫雙網(wǎng)都何以進行直觀的報警,任一報警以工具欄的一個報警燈表示,當報警燈變紅閃爍時,即DCS系統(tǒng)出現(xiàn)新的報警,通過用鼠標點擊報警燈可以直接調出該報警畫面。這樣當DCS出現(xiàn)故障時,運行及熱控人員可以方便快速的找到故障點。
  
  6、DCS采用兩路不間斷電源,一路來自UPS,一路來自保安段。兩路電源獨立設置,同時供電到DCS電源柜。
  
  7、操作互鎖:在網(wǎng)關軟件的設置中,有關于兩臺單元機組誰擁有對公用系統(tǒng)的操作權的設置,且這個設置對兩臺機而言是互斥的,即當一臺機擁有對公用系統(tǒng)的操作權時,則另外一臺機組就肯定沒有對公用系統(tǒng)的操作權限,而只有監(jiān)視的權限,但任何一臺機組在任何時候,都可以通過本身畫面上的專設按鈕,來請求對公用系統(tǒng)的操作權限,這這種請求是搶占式的,即誰申請,權給誰,所以即使發(fā)生當時有操作權限的一臺機組的DCS全部癱瘓而不能操作的情況,另一臺機組也可以馬上請求而獲得對公用系統(tǒng)的操作權限[1]。
  
  同時,制定DCS管理制度,規(guī)范DCS系統(tǒng)軟件和應用軟件的管理,軟件的修改、更新、升級必須履行審批授權及責任人制度。在修改、更新、升級軟件前,應對軟件進行備份。未經(jīng)測試確認的各種軟件嚴禁下載到已運行的DCS系統(tǒng)中使用,并且建立了有針對性的DCS系統(tǒng)防病毒措施。
  
  每臺機組設置2個備用機柜,將備用的卡件放在卡槽內帶電,熱態(tài)備用,當確定某塊卡件發(fā)生故障時,可以立刻找到備用的卡件進行更換。
  
  每個月對2臺機組的DCS做備份,一份交資料室,一份保存在工程師站內。一旦工程師站系統(tǒng)癱瘓,或者DPU發(fā)生故障,可以迅速恢復到zui近的備份中。
  
  三、制定DCS事故預想及故障預案
  
  如:1、部分操作員站顯示器黑屏時,如果有其他的操作員站進行監(jiān)視,若能繼續(xù)監(jiān)視機組正常運行,則由熱控人員負責查找原因及處理;若不能正常的監(jiān)視、安全的操作,則應停機停爐。當程控無法停機停爐時,經(jīng)值長同意后,按下緊急事故按鈕,以保護機組的安全。
  
  2、若BSCS的2個DPU同時燒毀,造成一側送、引風機跳閘,則立即將熱備用DPU換上,從工程師站對DPU進行下裝,使DPU馬上投入運行狀態(tài)中去。
  
  3、如果發(fā)生通訊電纜中斷,根據(jù)軟光字牌的提示,查看相應的通訊電纜,迅速判斷,準確處理。
  
  總結:
  
  大唐甘谷發(fā)電廠的DCS故障的預防,從設計到管理上都做了充分的措施,盡可能的將故障出現(xiàn)的可能性降低,將風險分散。對DCS可能發(fā)生的事故進行預想,并制定相應的處理預案,確保不會因為DCS故障引起機組的非停,不會影響設備的安全運行等。
  
  參考文獻:
  
  [1]周祖健.XDPS400e系統(tǒng)設計情況及特點[J].優(yōu)化與控制,2008年,第3期:15-15.

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