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.安徽省淮南礦業集團 顧橋電廠，安徽 淮南232000）

0 引言

分散控制系統（Distributed Control System 以下簡稱DCS）自問世以來，通過不斷的發展和完善，在火電中的應用已經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，自然循環煤粉爐，四角噴燃，中間儲倉式制粉系統，固態排渣。主蒸汽額定蒸發量為280T/h，主汽壓力9.81MPa，主汽溫度540℃，給水溫度225℃。汽溫調節方式：過熱蒸汽采用噴水減溫方式調溫。

1 HDPF 控制系統常見問題

1.1 現場設備故障

現場設備包括現場的各種電動、氣動、液動執行機構、熱工測點和變送設備等，當這些設備發生故障時，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，在調試電動執行器、風門擋板的時候，現場執行機構經常出現卡澀現象，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過這種情況，排除了軟件組態、差壓信號、相應補償的問題，可以確定是設備本身的問題。現場也出現過把S 型熱電偶當成K 型熱電偶的情況。所以一旦出現畫面參數不能正確顯示，執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 系統故障

DCS 系統本身存在缺陷導致系統癱瘓，這類故障極少出現，一套成熟的DCS 系統，是經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。倘若系統本身出現了故障，可以嘗試重啟系統。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，發現數據經常有離線或者斷線情況，畫面數據不刷新，在排除了現場設備的故障以及組態上的問題后，最后排查到卡件，發現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。調試階段的組態工作時經常出現這樣的問題，由于工作量大以及復雜性，是出現概率很高的問題。

1.5 網絡異常

網絡故障一般都會出現DCS 系統離線的情況，本次調試就出現過畫面間斷性卡住，通訊中斷，嚴重時DCS 無法操作的問題。HDPF 控制系統網絡是A,B 雙網互為冗余的結構，調試期間曾由于AB 網串接構成環網，數據量過大造成網絡堵塞。

1.6 干擾問題

由于電廠環境的復雜性，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，最后發現造成此現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使用。如果串聯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；重則導致調節作用失常或保護裝置誤動作，產生嚴重后果。

1.7 操作不當

運行人員不熟悉系統或者誤操作引起的故障。在做動力實驗的時候，曾經發生過排粉機誤操引起鍋爐跳閘的事故。

2 HDPF 控制系統故障維護處理

2.1 現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，或者現場環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 系統故障維護

系統出現卡死不可控的情況，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工作量極大，必然會出現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實驗全部測試完畢。調試階段邏輯組態和主畫面根據現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 網絡故障維護

出現網絡問題，首先可以PING 一下DCS 的主控制網絡和系統網絡，若出現數據丟失情況，則可以確定網絡存在問題。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 雙網構成了環網；再者，如果交換機有問題，可以切換主副網絡時重啟交換機來解決網絡堵塞的情況。如果遇到數據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據庫和算法下到每個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。倘若要串聯其他設備使用，變送器信號必須添加隔離措施。現場環境比較惡劣時，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

對于操作不當的問題，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，下裝數據庫或者算法的時候需要經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 號爐已經正式起爐4 個月，期間DCS 系統運行穩定，數據采集正常，各連鎖保護投入保證了鍋爐的安全運行。HDPF 控制系統的正常投入運行表明國產DCS 正在走向一個成熟的階段。

［1］溫艷梅.淺談電廠DCS 系統的故障診斷和維護[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 系統中的應用[J].Heilongjiang Electric Power,2001,11,23(6).