DCS系統(tǒng)升級改造過程及故障的分析處理

王萬紅

摘 要我國的經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升。在火力發(fā)電系統(tǒng)中，DCS系統(tǒng)占據(jù)著重要地位，只有發(fā)揮DCS系統(tǒng)的實用價值，才能提高火力發(fā)電的效率。傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)存在一定局限性，必須對其進行升級改造，解決系統(tǒng)故障問題。本文將具體探討DCS系統(tǒng)升級改造過程及故障的分析處理，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】DCS系統(tǒng) 升級改造 故障分析 處理

進入新世紀以來，我國的社會主義市場經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，為火電廠帶來了前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。一方面，現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展，優(yōu)化了火電廠的控制系統(tǒng)。另一方面，工作環(huán)境日益復(fù)雜，增加了機組故障發(fā)生頻率。在火力發(fā)電廠中，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛。就目前來看，大部分火力發(fā)電廠對DCS系統(tǒng)進行了升級改造，在很大程度上提高了內(nèi)控水平。為了進一步促進火力發(fā)電廠的發(fā)展，必須對DCS系統(tǒng)故障進行分析和處理。

1 火電廠控制系統(tǒng)概述

現(xiàn)有一火電廠，采用W型的燃煤鍋爐和動力式汽輪機組。在控制系統(tǒng)中，火電廠應(yīng)用了西門子T3000的DCS軟件，且該軟件的固件版本為4.5.6。在火力發(fā)電廠的內(nèi)部有三個工作站，總工作站負責(zé)信息端口，可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的集成管理。分工作站負責(zé)協(xié)調(diào)通信，可以將控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等整合到一起。

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，DCS系統(tǒng)急需進行升級和改造。DCS系統(tǒng)升級改造具有復(fù)雜性特征，技術(shù)人員需要進行階段化處理。在第一個階段內(nèi)，技術(shù)人員需要新增控制柜一面，保持原公用水泵及其他附屬設(shè)備仍作為公用DCS遠程IO站不變。在第二個階段內(nèi)，技術(shù)人員需要升級CP，并對卡件進行系列改造，同時將循環(huán)水泵、空壓機設(shè)備及附屬系統(tǒng)作為公用設(shè)備納入監(jiān)控體系中。在對DCS系統(tǒng)進行升級和改造后，火電廠控制系統(tǒng)出現(xiàn)一系列故障問題。如何解決故障問題，降低系統(tǒng)風(fēng)險，成為火力發(fā)電廠關(guān)注的重點。

2 DCS系統(tǒng)的升級和改造

2.1 一次升級改造

DCS系統(tǒng)需要經(jīng)過兩次升級改造過程。為滿足循環(huán)水泵、空壓機設(shè)備納入單元機組控制的質(zhì)量要求，必須對公用DCS系統(tǒng)實施改造。在對DCS系統(tǒng)進行一次改造升級時，技術(shù)人員需要做到以下幾點：

（1）技術(shù)人員需要按照對應(yīng)單元機組分別作為遠程IO站接入單元機組，在每個單元機組中安裝控制器，并對單元機組DCS軟件IO點表容量進行擴增。

（2）技術(shù)人員需要形成新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在未升級之前，AP控制器一共有十五對，新增控制器之后，AP控制器的數(shù)量為十六對。技術(shù)人員需要設(shè)置循環(huán)水泵及液控蝶閥作為AP111遠程IO站和AP211遠程IO站，并接入相應(yīng)的空壓機及冷干機。

（3）技術(shù)人員需要對單元機組DCS軟件IO點表容量進行擴增，滿足循環(huán)水泵、空壓機及后續(xù)設(shè)備改造IO接入要求。

2.2 二次升級改造

一次升級改造的用時比較長，二次升級改造所用時間相對較短。在對DCS系統(tǒng)進行二次升級改造時，技術(shù)人員需要做到以下幾點：

（1）技術(shù)人員需要將原AP101及AP102控制器下的擴展柜納入新增控制器。

（2）技術(shù)人員需要安裝導(dǎo)軌，安裝卡件，安裝電源轉(zhuǎn)換模塊等。

（3）技術(shù)人員需要對軟件和硬件進行修改。

在軟件修改的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該對單元機組DCS軟件進行組態(tài)，修改IO點表容量授權(quán)。在硬件修改的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該對原擴展柜所有測點做好標記，新增點表配置卡件。

3 DCS系統(tǒng)升級改造故障分析

3.1 故障表現(xiàn)

在對DCS系統(tǒng)進行升級改造后，系統(tǒng)會出現(xiàn)異常，影響后續(xù)工作的正常開展。就目前來看，DCS系統(tǒng)升級改造故障包括以下幾點：

（1）DCS系統(tǒng)時間出現(xiàn)異常。在DCS系統(tǒng)運行過程中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，系統(tǒng)自動預(yù)警。在發(fā)出警示信號后，數(shù)據(jù)流呈直線趨勢發(fā)展，而DCS系統(tǒng)的時間會迅速跳變。

（2）DCS系統(tǒng)反應(yīng)時間過長。工作站處理信息數(shù)據(jù)，信息數(shù)據(jù)的加載時間會不斷延長。同時，工作站的通訊卡燈會來回閃爍，一些卡燈長期處于開啟狀態(tài)。

（3）DCS系統(tǒng)測點發(fā)生死機。不同工作站負責(zé)觀測不同的目標點，在DCS系統(tǒng)改造后，機組會頻繁死機，影響測點的觀察效率。在進行觀測時，測點徹底陷入異常，圖像信息獲取不力，阻礙了DCS系統(tǒng)的PI進程。

（4）DCS系統(tǒng)無法立刻上線。當(dāng)預(yù)警信號發(fā)出之后，網(wǎng)絡(luò)仍長期處在離線狀態(tài)，只有將總線路徹底斷電，進行通訊重啟，才能使NUDEBUS重新上線。

3.2 故障原因

對DCS系統(tǒng)的歷史運行數(shù)據(jù)和實時運行數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合控制系統(tǒng)的故障處理經(jīng)驗，可以發(fā)現(xiàn)DCS系統(tǒng)升級改造故障主要是由以下幾個原因引起的：

（1）工作站工作頻次過高。在工作站有較多的軟件設(shè)備和硬件設(shè)備，這些設(shè)備有固定的使用年限，一旦超過使用年限，就會對節(jié)點通訊產(chǎn)生不利影響，阻礙數(shù)據(jù)接收和信息傳遞。

（2）DCS系統(tǒng)配置較差。在未應(yīng)用DCS系統(tǒng)之前，火力發(fā)電廠采用傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，歷史庫配置和新系統(tǒng)配置相距甚遠。

（3）DCS系統(tǒng)負荷過高。在系統(tǒng)運作過程中，經(jīng)常要采用動態(tài)監(jiān)測程序，對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控。全工況監(jiān)測程序占據(jù)的流量過多，會占用大部分網(wǎng)絡(luò)資源。

4 DCS系統(tǒng)升級改造故障處理

4.1 降低網(wǎng)絡(luò)負荷

首先，想要對DCS系統(tǒng)升級改造故障進行處理，應(yīng)該降低網(wǎng)絡(luò)負荷。技術(shù)人員可以對歷史數(shù)據(jù)進行定期清理，減少歷史備份占用的網(wǎng)絡(luò)資源。同時，技術(shù)人員可以對數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行檢查，及時消除故障隱患。DCS系統(tǒng)中存在大量垃圾文件，為避免網(wǎng)絡(luò)堵塞，技術(shù)人員必須延長網(wǎng)絡(luò)巡視時間。

4.2 改造硬件軟件

其次，想要對DCS系統(tǒng)升級改造故障進行處理，應(yīng)該改造硬件軟件。舊有的軟件和硬件設(shè)備已經(jīng)落后于時代發(fā)展的潮流，在構(gòu)建新的Mesh網(wǎng)絡(luò)之后，技術(shù)人員應(yīng)該更換新的卡件，并對軟件進行重新組裝。

5 結(jié)論

綜上所述，為了進一步促進火力發(fā)電廠的發(fā)展，必須對DCS系統(tǒng)故障進行分析和處理。

參考文獻

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作者單位

貴州黔東電力有限公司 貴州省黔東南苗族侗族自治州鎮(zhèn)遠縣 557702