300MW機組DCS常見問題及解決辦法研究

任 凱

北京朗新明環保科技有限公司 100039

1 300MW機組DCS控制系統存在的問題分析

北京某電廠內的300MW機組在最初配置DCS控制系統時，共設計了2套獨立的控制系統，其中一套是L＆N公司出品的MAX1000系統，其主要負責實現以下功能：DAS、CCS、SCS和BMS等，而另一套系統則是W.H公司出品的WDPF系統，其主要是負責實現DEH以及MEH等功能。300MW機組是電廠生產過程中不可或缺的重要設備之一，而DCS控制系統則是確保機組能夠安全穩定運行的基礎。由于該電廠300MW機組所采用的這兩套控制系統都是早期的控制技術，加之系統在經過這些年的運行后，各種各樣的問題也隨之顯現，較為常見的問題有以下幾個方面：

其一，由于長時間的運行機組設備的老化程度都比較嚴重，從而使得控制系統的工作站、DPU以及網絡故障率也都隨之不斷增加，系統本身的可靠性大幅降低，日常維護工作量越來越大，同時DCS控制也越來越不穩定，這些種種都嚴重威脅到了機組設備的安全、可靠、穩定和經濟運行。

其二，由于控制系統采用的是早期的控制技術，該產品的備件以及各種備品越來越稀缺，而且備件本身的價格與最初時相比要貴出2～3倍左右，同時工作站、I/O卡件以及DPU等主要設備的備件都基本停產和下線，這給系統的維護檢修工作帶來了諸多不便，從而很難確保系統安全、穩定運行。

其三，由于本控制系統采用的是兩套DCS，致使系統的時鐘無法達到統一，加之系統本身的網絡結構過于復雜，不但維護起來不方便，而且還不利于相關管理工作的進行。

其四，由于工程師站采用的是UNIX操作系統，其人機界面相對較差，并且功能也過于集中，如歷史趨勢數據收集、組態數據、SOE以及報表打印等等功能全部都集中在一臺計算機上完成，這使得操作系統的使用負荷過大。同時因為一些功能不太完善，使得事件記錄和歷史趨勢等等都受到通信容量過小的限制，從而導致了事件記錄無法啟用、歷史趨勢點數量也設置的非常有限，這樣一來造成了采樣時間的間隔相對較長。此外，系統本身的硬盤存儲空間較小，大量的歷史數據都無法長時間保存，這給機組異常事故的分析帶來了諸多不便。為了解決以上種種問題，決定對現有的DCS控制系統進行改造。

2 300MW機組DCS控制系統的改造

2.1 DCS系統的具體改造方案

1）在經過實用性、先進性、經濟性等多方面綜合分析后，最終決定采用美國Mesto公司出品的MAXDNA4.3產品，系統的工作站則采用WIN XP2軟件平臺，并確定為機爐一體化控制方案，只采用一套控制系統來完成對300MW機組主機和輔機等設備的控制。同時將以下部分的控制全部納入到DCS系統控制當中，具體包括BT盤表計、汽輪機AV6旁路控制、OD手動操作站、BCM手動操作站、氣動調節儀以及閃光報警系統等等。此外，汽輪機的儀表監測系統以及鍋爐自身配有的吹灰裝置全都利用通訊的方式與DCS控制系統進行可靠連接，并由DCS進行一并控制。

2）原有的控制室B盤改造后只保留以下重要部分：全爐膛與煤層火焰、汽包水位顯示與水位計、爐膛大量程負壓表計以及一些較為重要的信號報警指示光字牌，其它的信號指示燈全部采用DCS做成軟光字牌。同時將T盤改為兩塊84英寸的大顯示屏，以此來顯示機組運行過程中的一些重要參數，并將其作為操作站與DCS相連接。

3）本次系統改造原有的控制邏輯原則不變，僅對極個別的一些邏輯控制方案進行了優化處理，如BMS的油泄漏試驗優化以及鍋爐吹掃邏輯優化等等。原本的SCS系統邏輯基本保持不變。

2.2 系統改造難點及解決措施

1）在對DCS控制系統DPU狀態細節畫面進行測試的過程中，當拔出DI卡時，報警顯示為AI卡故障，經現場分析后發現，導致這一問題的原因是DI卡掃描速度默認問題，其解決方法是將全部DI卡均設置成為快速掃描。

2）在對大小機的轉速卡進行測試時發現，當其處于較低轉速時，信號波動非常大，經過認真的檢查后發現，導致這一問題的原因是生產廠商發貨的轉速終端板與實際的轉速卡版本不匹配，經調整為匹配的版本后該問題得以消除。

3）在對機柜當中的卡件進行故障測試時發現，主備用DPU時常會發生自動切換的現象，這不利于設備的安全控制，經檢測后發現導致這一問題的原因是故障報警選項異常，經優化設置后，并再次進行測試DPU恢復正常，在主控DPU正常運行過程沒有再出現自動切換的情況。

通過本次改造后，DCS控制系統基本能夠對300MW機組進行全方位控制，顯著提高了機組的運行效率，大幅度減輕了維護工作量，經濟效益非常明顯。值得注意的是，DCS控制系統在運行過程中，有時會出現異常，當系統發生異常時會對機組運行造成一定影響。為此，必須針對這些異常問題采取相應的處理措施加以解決。下面簡要介紹一下DCS控制系統的異常處理措施。

2.3 DCS異常處理措施

當DCS發生異常時，可借助SYSMgmt來查找故障點，并對其進行相應處理，具體內容如下：

1）操作站單臺系統出現死機情況。此類異常發生后，可由現場運行人員在其它操作站上進行操作監控，如果情況緊急，也可在現場負責人的監護下由操作員進入到工程師站進行監控。此時維護人員應當及時對死機的系統進行重啟處理，以便使系統快速恢復正常。

2）當工程師站發生死機并重啟后，還應對DEH至DCS的通訊程序也進行重啟，啟動后應選擇SoftMnt→VT100進入到系統終端的仿真界面當中，并鍵入：

3）當值班站發生死機時，可根據計算機系統的重啟方式進行相應處理，即同時鍵入Ctrl+Alt+Del。若是此操作無法實現，則可通過主機上的冷啟動按鈕Reset進行重啟。

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