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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:54:45
分散控制系统在调试中出现的问题及其改进杨美玲(深圳广前电力有限公司，广东深圳518051)摘要：介绍韶关电厂10号机组Infi90分散控制系统(DCS)的组成、功能及其过程站的配置，对DCS在机组调试期间暴露的主要缺陷、故障及原因进行了分析，并提出处理方法和改进措施，进一步巩固10号机分散控制系统运行的稳定性。
关键词：分散控制系统;服务器;网络;模件韶关电厂10号300MW机组为燃煤中间再热凝汽式机组，锅炉为DG1025/18.2-Ⅱ10型燃煤炉(由东方锅炉厂引进美国F＆W公司技术生产制造)，燃烧器设在炉膛前后拱上呈”W”型布置，尾部双烟通道结构，采用挡板调节再热汽温。汽机为一次中间再热、单轴双缸、两排汽、高中压合缸、低压缸双流凝汽式，由东方汽轮机厂生产，型号为N300-16-7/537/537-4。发电机由东方电机厂生产，型号为QFSN-300-2-20，采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷，铁心及其它结构均为氢表面冷却方式。给水系统配置3台50最大连续功率(MCR)的电动给水泵，2台运行1台备用。
该机组采用一机一控的机炉电集中控制方式，Infi90分散控制系统(DCS)由美国BAILEY公司提供，该系统在机组调试期间，运行基本稳定，但也出现较多问题，影响了机组的正常运行，为此，对出现的问题进行分析和探讨，并采取相应的处理方法和改正措施，修改后的系统运行稳定。1韶关电厂10号机组的分散控制系统
1.1分散控制系统(DCS)的组成和功能
韶关电厂10号机组DCS主要实现数据采集(DAS)，模拟量控制系统(MCS)，顺序控制系统(SCS)，炉膛安全监控系统(FSSS)功能。DAS主要功能为：数据采集和处理、显示器(CRT)、打印记录、历史数据存储与检索、性能计算；MCS主要功能为：协调控制系统(CCS)、燃料量控制、磨煤机风量及出口温度控制、送风机调节、炉膛负压调节、一次风压调节、辅助风门控制、给水调节、空气预热器冷端温度控制、汽机辅助系统控制等；SCS主要功能为：机炉辅机或阀门的起停或开关操作、辅机的顺序控制；FSSS的主要功能为：炉膛火焰检测、主燃料跳闸(MFT)控制、炉膛吹扫、点火及停炉顺序控制、制粉系统及燃烧器的切投顺序控制、锅炉快速甩负荷(RB)或快速减负荷(FCB)时相应切除部分燃烧器的逻辑控制。
1.2分散控制系统(DCS)过程站的配置
DCS过程站的配置：DAS配5个机柜，SCS配12个机柜，MCS配3个机柜，FSSS配10个机柜，火焰检测DBS配1个机柜。DCS系统网络由CNET控制网络和以太管理网构成，C-NET上接的节点有过程控制系统(PCU)、工程师站(EWS)、事件顺序记录(SOE)、ConductorVMS操作员工作站和MIS(信息管理系统)预留的ICI03接口。以太管理网由ConductorVMS操作员工作站支持，挂接有打印机、CRT、大屏幕显示器、EWS。CNET与以太管理网之间的信息交换通过ConductorVMS完成。
2INFI90分散控制系统的主要缺陷、故障及原因分析
2.1操作员控制站(OIS)画面设计不合理
OIS操作员站画面存在较多不合理之处，操作站监控画面共计502幅，画面的过度模块化设计，使画面过于分散，在操作时画面切换次数过多，而部分重要参数未入画面，计量单位显示又不统一等，不利于运行人员快速准确监视操作，尤其在事故处理等紧急状态下，问题尤显突出。
2.2ConductorVMS操作员工作站服务器死机
DCS系统包括2台ConductorVMS操作员工作站服务器，机组调试期间，多次出现单台甚至2台同时死机现象，无法完成机组监控。从检查情况来分析，故障出现的原因主要有两点：
a)服务器从以太管理网上脱扣，即网络连接存在故障。服务器上的操作画面无法通过以太管理网传递到操作员站上，操作员站的操作指令也无法通过以太管理网传递到服务器，出现双向通信中断。
b)服务器主机出现故障。引起故障的主要原因为软硬件出错、系统组态错误设置等造成。
2.3以太管理网网络故障
韶关发电厂10号机组DCS系统以太管理网络见图1。
由图1可知，只要以太管理网中任何一个接口接触不良，就会导致以太管理网络通信故障，致使操作员控制站(OIS)站终端不能实现监视和操作。
2.4模件故障
韶关电厂10号机组Infi90分散控制系统的PCU(过程控制单元)所用的模件主要有：多功能处理器模件(IMMFP12和IMMFP03)、控制I/O模件(IMCIS02)、数字输出模件(IMDSO014)、脉冲输入模件(IMDSM04)、数字输入模件(IMDSI15)、隔离型输入模件(IMASI13)、模拟输出模件(IMASO11)、模拟输入模件(IMFEC12)、顺序时间模件(IMSET01)、顺序事件数字输入模件(IMSED01)、通信模件(INNPM11及INNIS01)、电源模件(IPSYS01/IPFLD)及电源监视模件(IPMON01)。为提高控制系统可靠性，INFI90分散控制系统中有采用较多的措施来提高模件可靠性，如MFP12采用一对冗余技术，其冗余链具有完全的DMA能力，当主MFP模件处于执行方式时，后备MFP模件则处于热备用方式，并通过冗余链不断接收主MFP所有功能块的拷贝输出，一旦由于某种原因主MFP离线，后备MFP就可以立即无扰切换代替主MFP运行。
从现场调试情况看，INFI90分散控制系统中模件运行出现不稳定现象，出现过一对MFP模块均同时故障的现象，造成该MFP所控制的调节系统失灵。模件故障的主要原因有：系统调试初期，环境复杂，现场温度偏高、粉尘较大；软件组态有时警告等。
3处理方法和改进措施
3.1对画面进行修改
针对操作员控制站画面存在不合理情况，根据运行管理编制、运行操作习惯及机组运行特点，从稳定、安全、经济运行的角度出发，对画面进行修改，修改内容主要有：
a)将凝汽器(包含水位控制)、2台凝结水泵、4台低压加热器、除氧器(包含水位控制)、凝结器补水箱、2台补水泵、1台锅炉上水泵设备放到“凝结水系统”一个画面上；
b)2台循环水泵，凝结水进出水门，2台氢冷升压泵的启动、停止操作，2台工业水泵的启动、停止操作均放到“循环水系统”一个画面上；
c)“汽机系统”画面补充高压、低压旁路系统；
d)高、中、低压缸抽汽及加热器疏水系统补充各段抽汽控制及疏水控制、除氧器压力控制功能；
e)1号、2号汽机疏水回收系统合并成一个“汽机疏水系统画面”；
f)“SECONDARYAIRSYS1、2”“FLUEGASSYS1、2”“PRIMARYAIRSYS”合并成“锅炉风烟系统”画面，并增加再热器汽温、过热器汽温显示等。
3.2对服务器死机现象的处理
若发生服务器死机及模件故障现象，可采取如下处理：
a)对EWS自诊断系统及现场机柜进行检查，确定并更换故障模件或出现不稳定的服务器模件；
b)根据需要重装服务器软件；
c)出现死机现象时，仔细分析报警记录，尽量找出死机原因，找不出原因时，在EWS上用TELNET进入服务器，在OISENGR模式下用“OISSHUTDOWN”命令关闭服务器，再用“OISSTARTUP”命令重新启动服务器，或用“OISRESET”命令复位服务器，若都不能将系统恢复，则采取拉电等硬复位措施；
d)当无法用TELNET连接服务器时，应考虑检查服务器的以太管理网连接，确保网络硬件接口连接良好；
e)加强对工程师站的管理，避免系统的误组态，同时加强OIS系统组态的备份，以便需要时，可以迅速恢复系统。
3.3改造以太管理网网络的连接方式
改造以太管理网网络连接方式，增强网络安全。改造后的以太管理网的连接方式见图2。改造后以太管理网的安全性能及可靠性能得到很大提高，某根网络连接线接触不良或折断只能影响该网络连接的设备，而不会影响整个网络。3.4对模件故障现象的改进
针对模件故障，采取以下措施：
a)充分利用Infi-90系统的在线诊断功能，加强维护，完善报警系统管理及运行，对不同报警内容进行分级管理，及时更换故障模件，使系统运行安全；
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