一起循環水泵非正常連啟事件原因分析與防范對策

彭勃趙陽

（1.廣西桂能科技發展有限公司廣西南寧5300232.北京ABB貝利控制工程有限公司北京100084）

一起循環水泵非正常連啟事件原因分析與防范對策

彭勃1趙陽2

（1.廣西桂能科技發展有限公司廣西南寧5300232.北京ABB貝利控制工程有限公司北京100084）

針對一起循環水泵在執行順控停止步驟時，泵停運后又啟動運行的不正常事件進行原因分析，最終發現是DCS模塊參數設置和邏輯組態存在問題，從而引起指令誤發。經優化后很好地解決了該問題，類似情況沒有再發生。

循環水泵；DCS；邏輯組態；參數設置

目前國內大型火電廠基本上采用DCS（分散控制系統）進行集中控制。中電廣西防城港電廠二期擴建工程2×660MW機組DCS采用的是北京ABB貝利的Symphony Plus系統，實現對機、爐、電協調控制及相關控制，工程師站組態工具為Composer Harmony，操作員站版本為S+Operations 2.0.3。

實際應用中，由于DCS模塊參數設置不合理，或者邏輯組態存在問題的話，就會出現一些非正常的現象，防城港電廠3號機組循環水泵調試過程中就出現過泵非正常連啟的情況。

1 事情經過

2016年7月14日12時19分左右，3B循環水泵順控啟動后發現泵出口管道有漏水，馬上執行順控停止步驟，執行到停止3B循環水泵這一步，泵停止6s后，又再次啟動。

當時運行人員未進行其他操作，泵非正常啟動后，立即手動分閘，DCS畫面上掛禁操。

2 原因分析

出現此類問題，不是電氣專業的原因，就是熱控專業的原因，下面進行具體分析：

2.1 電氣專業原因分析

3B循環水泵電機6kV開關柜發出了啟動指令。有兩種可能：①DCS合閘繼電器閉合；②就地開關柜發合閘指令。

如果是就地開關自動合閘，DCS指令和反饋不一致，3B循環水泵DCS圖標會顯示黃色故障狀態。實際上，根據當值運行和調試人員反映，當時3B循環水泵DCS畫面上顯示的是紅色，即指令和反饋一致。因此，3B循環水泵電機啟動指令是由DCS發出的，電氣專業原因可以排除。

2.2 熱控專業原因分析

從DCS歷史趨勢中發現，12：20：013B循環水泵電機停止反饋到，12：20：06合閘反饋到；調取3B循環水泵電機“last value”即動作記錄值，發現在12：20：06之前，有兩次自動啟動指令發出。從而充分說明3B循環水泵電機啟動指令是由DCS發出的。

現有的DCS邏輯中，觸發3B循環水泵電機自動啟動有如下五種可能原因：

（1）3B循環水泵連鎖投入，且3A循環水泵停止，脈沖3s；

（2）3B循環水泵連鎖投入，且循環水聯絡門已開，且3A或4A或4B循環水泵停止，脈沖3s；

（3）3B循環水泵聯鎖投入，且#3機循環水泵出口母管壓力≤0.06MPa，延時5s，脈沖3s；

（4）3B循環水泵聯鎖投入，且循環水聯絡門已開，且#4機循環水泵出口母管壓力≤0.06MPa，延時5s，脈沖3s；

（5）3B循環水泵及液控蝶閥聯鎖投入，且3B循環水泵出口液控蝶閥開閥至15°，脈沖2s。

當時3B循環水泵聯鎖投入開關未投，不可能觸發自動啟動指令，因此排除前4種可能原因。3B循環水泵及液控蝶閥聯鎖投入開關當時已投入，只要有3B循環水泵出口液控蝶閥開閥至15°信號產生，即觸發自動啟動。因此，我們可以得出觸發3B循環水泵電機自動啟動的唯一原因是：3B循環水泵出口液控蝶閥“開15°信號”誤發。

“開15°信號”誤發分析：

在液控蝶閥開啟和關閉的過程中，“開15°”信號都會觸發，因此為了確保只有在蝶閥開啟過程中，“開15°”信號來，我們進行了邏輯判斷，見圖1。

順控停止3B循環水泵的步驟中，第二步為關3B循環水泵出口液控蝶閥，第三步為停止3B循環水泵，第二步執行結束的反饋是液控蝶閥關閥至75°，剛好開15°的行程開關也觸動了，向DCS發開15°信號。從圖1我們可以看出，出現“開15°信號”誤發的唯一原因就是：3B循環水泵出口液控蝶閥啟動指令誤發。

為了印證這一推論，我們進行了兩次模擬試驗，模擬在自動停止指令發出時，啟動指令和中停指令動作情況。圖2和圖3為250ms的掃描周期實時數據采集曲線。

圖1 “開15°”信號邏輯判斷

圖2 發自動停止指令實時采集曲線之一

圖3 發自動停止指令實時采集曲線之二

從圖3可以看出，在自動停止指令發出后，除了停止指令出現，中停指令出現過，啟動指令沒有出現。

上述兩次模擬試驗證明了我們的推論是成立的，即在停止指令發出時，啟動和中停指令存在誤發的情況，最終導致了“開15°”信號誤發。因而需要對現有帶中停功能的DCS組態進行優化，確保只有自動停止指令發出時，中停指令和啟動指令不會誤發。

3 防范對策

針對中停指令和啟動指令誤發的情況，分別采取不同的優化方法。

3.1 中停指令誤發優化方法

一般的連鎖邏輯中，只有自動啟動或者自動停止，沒有自動中停。因而，可以將自動中停指令的出口全部屏蔽。現有的DCS組態模板中，所有的指令出口都要通過能碼為129的多狀態設備驅動器。其中，S9默認值為10，即只要有條件觸發就會輸出中停指令，改為0的話，輸出一直保持0不變。

因此，將S9的值由原來的10改為0，就可以解決中停指令誤發的問題。

3.2 啟動指令誤發優化方法

在出現3B循環水泵非正常連啟后，我們將3B循環水泵電機打試驗位，進行了多次順控啟動和順控停止試驗，模擬事發時場景，均未出現非正常連啟的情況。并且，從前面兩次模擬試驗中可以看出，在停止指令發出時，啟動指令不是每次都會觸發。可以認為，啟動指令的誤發具有偶然性。

從圖2和圖3可以看出，在250ms的掃描周期實時采集曲線中，啟動指令的上升沿很短，不到250ms。一般控制器的運算周期設置為250ms，有可能在一個運算周期中控制器沒有采集到這個上升沿，下一個運算周期采集到了這個上升沿，啟動指令就觸發了。

最可行的方法就是不讓控制器采集到這個偶然的上升沿。經過多次嘗試，對DCS組態進行了如下優化：在啟動指令前再加一個模塊，增加后既不影響啟動指令的正常輸出，也不影響中停和停止指令的輸出。最終選擇了功能碼為35的計時器模塊，設置為延時功能，將延時時間設置為“0”。

3.3 驗證效果

經過以上兩項優化后，我們進行了三次模擬試驗，模擬在自動停止指令發出后，啟動指令和中停指令動作情況，試驗曲線見圖4～6。

圖4 優化后，發自動停止指令實時采集曲線之一

圖5 優化后，發自動停止指令實時采集曲線之二

圖6 優化后，發自動停止指令實時采集曲線之三

從優化后的實時采集曲線可以看出，在發出停止指令后，啟動和中停指令都沒有誤發，達到了預期效果。之后循環水泵在工作位置多次順控啟動和順控停止，都沒有出現非正常連啟的情況，說明了我們的優化方法是行之有效的。

4 結語

經過對各種可能原因進行層層分析，最終發現是因為DCS指令誤發導致循環水泵誤啟動，進而對現有的帶中停功能的DCS模塊參數和邏輯組態進行了優化，確保不會發生類似問題。但現有的“開15°信號”邏輯判斷還有一個缺陷，那就是RS觸發器的復位要靠DCS的中停或停止指令，如果液控蝶閥就地失電關閉，RS觸發器出口就會一直保持為“1”，只要現場行程開關開15°信號過來，邏輯判斷“開15°”信號成立，就會又連啟循環水泵。針對這個問題，可以采取兩個方法，一是在液控蝶閥就地關閉后，在DCS上發中停或停止指令使RS觸發器復位；二是“開15°”信號邏輯判斷在就地控制柜實現，DCS只接受這個反饋信號參與連鎖保護。

[1]ABB Symphony Plus說明書.北京ABB貝利控制有限公司，2015.

TL353.+2

A

1004-7344（2016）28-0157-02

2016-9-12