DCS系統(tǒng)常見(jiàn)故障及解決方案

摘 要：目前電力工業(yè)生產(chǎn)中分散控制系統(tǒng)（DCS）的穩(wěn)定對(duì)電廠(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到舉足輕重的作用，本文針對(duì)上海新華公司XDC-800DCS系統(tǒng)在某電廠(chǎng)中的實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)XDC-800系統(tǒng)常見(jiàn)硬件故障、軟件故障及通訊故障進(jìn)行了詳盡分析，并提出相應(yīng)的解決方案，

關(guān)鍵詞：DCS；故障；解決方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.031

0 前言

隨著國(guó)內(nèi)外DCS系統(tǒng)在電力工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，使得電力生產(chǎn)的自動(dòng)化水平得到大幅度提高。DCS系統(tǒng)對(duì)電力生產(chǎn)的重要性也不言而喻，DCS系統(tǒng)一旦發(fā)生故障將嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至?xí)斐赏t、停機(jī)等重大生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此DCS系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及解決方案就成為電廠(chǎng)DCS系統(tǒng)維護(hù)人員不得不面對(duì)的問(wèn)題。

1 系統(tǒng)硬件故障

在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)由于DCS系統(tǒng)電子間的濕度、溫度、灰塵、振動(dòng)等等都會(huì)引起DCS系統(tǒng)硬件故障。另外造成DCS系統(tǒng)硬件故障還有系統(tǒng)本身的原因如元器件質(zhì)量不過(guò)關(guān)、元器件腐蝕老化、使用條件不當(dāng)、錯(cuò)誤的接線(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)提供的電源電壓不規(guī)范等等情況。

1.1 I/O模件故障

DCS系統(tǒng)中常見(jiàn)IO模件包括AI、AO、DI、DO、TC、RTD、SOE等等。是系統(tǒng)重要的組成部分，也是DCS系統(tǒng)硬件故障率較高的部分。

IO模件故障一般包括通訊電纜接觸不良、I/O通道故障、串入強(qiáng)電燒毀卡件、端子板接線(xiàn)錯(cuò)誤、電氣元件老化等等。IO模件故障可通過(guò)模件LED燈或工控機(jī)畫(huà)面狀態(tài)判斷。IO模件出現(xiàn)故障后造成DCS系統(tǒng)無(wú)法采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、工程師站和操作員站無(wú)法監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)變化、失去對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作功能等等。

確認(rèn)模件出現(xiàn)故障后應(yīng)做好措施，對(duì)模件進(jìn)行及時(shí)更換，XDC-800系統(tǒng)模件的更換需要設(shè)置模件物理地址，由新華公司提供的備品模件原始物理地址為32，插入備品模件在DCS系統(tǒng)自檢畫(huà)面中出現(xiàn)物理地址為32的標(biāo)示，此時(shí)通過(guò)相應(yīng)控制器下設(shè)置地址組態(tài)對(duì)備品模件進(jìn)行物理地址設(shè)置，設(shè)置成功后故障模件下監(jiān)視數(shù)據(jù)顯示正常。

1.2 控制器故障

新華XDC-800系統(tǒng)控制器稱(chēng)為XCU，DCS系統(tǒng)中控制器XCU可謂是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，一旦XCU出現(xiàn)故障將造成較為嚴(yán)重的后果，甚至停機(jī)、停爐給電力生產(chǎn)帶來(lái)不可挽回的損失。

鑒于XCU的重要性，DCS系統(tǒng)中XCU都是冗余配置如與XCU01號(hào)控制器與XCU101號(hào)控制器相互冗余，XCU網(wǎng)絡(luò)配置同時(shí)是A網(wǎng)和B網(wǎng)雙網(wǎng)冗余。XCU常見(jiàn)故障為XCU脫網(wǎng)、冗余控制器切換故障、控制器初始化故障等等，XCU控制可通過(guò)工控機(jī)DCS系統(tǒng)自檢畫(huà)面和控制柜XCU狀態(tài)判斷。

引起XCU脫網(wǎng)的原因有很多，如通訊網(wǎng)線(xiàn)接觸不良、元器件老化、板卡積灰大引起電氣元件短路、控制器主板積灰較多引起元器件短路等；主副控制器冗余切換故障主要有通訊電纜故障、訊端口接觸不良、處理器負(fù)荷率過(guò)高、主副控制器組態(tài)和控制器文件不一致等；控制器初始化故障也是較為常見(jiàn)，主要原因是主、副DPU之間的下位機(jī)程序或系統(tǒng)文件不一致，解決的辦法是將主控制器組態(tài)寫(xiě)盤(pán)并將組態(tài)文件拷貝到副控。另外XCU控制器的負(fù)荷率過(guò)高也是導(dǎo)致XCU控制器死機(jī)、DCS系統(tǒng)失靈等故障的原因。

1.3 電源故障

盡管XDC-800系統(tǒng)電源采用兩路冗余，當(dāng)一路電源有故障時(shí)，另一路電源自動(dòng)投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾自動(dòng)切換，但實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)電源還存在出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。控制柜內(nèi)系統(tǒng)電源由電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)柜提供220V兩路電源，到控制柜通過(guò)電源模塊轉(zhuǎn)換為直流24V。

XDC-800系統(tǒng)電源故障主要有電源模塊故障、控制柜輸入-輸出電源消失、上位機(jī)電源消失等。由于控制柜設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工造成的線(xiàn)路負(fù)荷不匹配、電源線(xiàn)阻抗增大、電壓波動(dòng)幅度超限、電源線(xiàn)虛接、元器件損壞等等原因都會(huì)造成電源模塊故障。在確定電源模塊故障后，可制定安全措施對(duì)電源模塊進(jìn)行更換。

2 系統(tǒng)軟件故障

XDC-800系統(tǒng)人機(jī)交互界面軟件部分包括控制軟件和系統(tǒng)軟件，控制軟件為OnXDC2.2系統(tǒng)，操作軟件為Winxp系統(tǒng)，NetWin是MMI的總控軟件，在啟動(dòng)任何MMI或GTW軟件時(shí)， 必須先啟動(dòng)NetWin。

2.1 軟件安裝不當(dāng)

在系統(tǒng)軟件安裝過(guò)程中可能會(huì)由于安裝步驟不規(guī)范、驅(qū)動(dòng)程序選擇錯(cuò)誤、功能選項(xiàng)錯(cuò)誤造成系統(tǒng)性能紊亂，甚至?xí)斐上到y(tǒng)死機(jī)。為避免由于安裝造成系統(tǒng)紊亂，在系統(tǒng)軟件安裝過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照XDC-800系統(tǒng)安裝手冊(cè)。在網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)地址嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)完成，避免由于網(wǎng)絡(luò)地址與控制器地址沖突造成系統(tǒng)紊亂。

2.2 人為錯(cuò)誤刪除或移動(dòng)系統(tǒng)文件

OnXDC2.2系統(tǒng)目錄下的各配置文件必須在制定目錄下，如歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表等等若錯(cuò)誤的刪除或移動(dòng)數(shù)據(jù)，均可造成軟件系統(tǒng)故障，甚至整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。

另外在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)工程師站和操作員站無(wú)故退出控制系統(tǒng)回到操作系統(tǒng)的情況；聯(lián)系廠(chǎng)家后回復(fù)為windows系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)發(fā)送沖突，控制器指令失靈，可通過(guò)復(fù)位該控制器進(jìn)行控制器恢復(fù)。

3 系統(tǒng)通訊故障

通常引起XDC-800系統(tǒng)通訊故障的原因主要有控制器網(wǎng)卡故障、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)故障、遠(yuǎn)程通訊的光端機(jī)故障、通訊電纜連接不牢固、工控機(jī)網(wǎng)卡故障等等。系統(tǒng)出現(xiàn)通訊故障后，可從人機(jī)交互界面的工控機(jī)開(kāi)始查，沿網(wǎng)絡(luò)配置逐一排查，到系統(tǒng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)，控制器連接網(wǎng)絡(luò)，控制柜內(nèi)下層交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)，到控制柜內(nèi)通訊模件。

鑒于系統(tǒng)常見(jiàn)的通訊故障，DCS系統(tǒng)維護(hù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的日常巡檢，通過(guò)工程師站工控機(jī)查看系統(tǒng)自檢畫(huà)面，通過(guò)控制柜內(nèi)硬件查看通訊模件狀態(tài)，另外可在語(yǔ)音報(bào)警中增加網(wǎng)絡(luò)故障語(yǔ)音報(bào)警。

4 結(jié)論

XDC-800分散控制系統(tǒng)在電力生產(chǎn)應(yīng)用以來(lái)，顯著提高了電力生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，節(jié)約了大量的人力物力。文中對(duì)XDC-800系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中常見(jiàn)的硬件故障、軟件故障、通訊故障進(jìn)行了詳盡的分析，并提出了相應(yīng)的解決方案，為該系統(tǒng)的用戶(hù)提高了幫助和借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：杜紅，女，主要從事電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)。