王萬(wàn)紅

摘 要我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升。在火力發(fā)電系統(tǒng)中，DCS系統(tǒng)占據(jù)著重要地位，只有發(fā)揮DCS系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值，才能提高火力發(fā)電的效率。傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)存在一定局限性，必須對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造，解決系統(tǒng)故障問(wèn)題。本文將具體探討DCS系統(tǒng)升級(jí)改造過(guò)程及故障的分析處理，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】DCS系統(tǒng) 升級(jí)改造 故障分析 處理

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，為火電廠帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。一方面，現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展，優(yōu)化了火電廠的控制系統(tǒng)。另一方面，工作環(huán)境日益復(fù)雜，增加了機(jī)組故障發(fā)生頻率。在火力發(fā)電廠中，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛。就目前來(lái)看，大部分火力發(fā)電廠對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，在很大程度上提高了內(nèi)控水平。為了進(jìn)一步促進(jìn)火力發(fā)電廠的發(fā)展，必須對(duì)DCS系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和處理。

1 火電廠控制系統(tǒng)概述

現(xiàn)有一火電廠，采用W型的燃煤鍋爐和動(dòng)力式汽輪機(jī)組。在控制系統(tǒng)中，火電廠應(yīng)用了西門子T3000的DCS軟件，且該軟件的固件版本為4.5.6。在火力發(fā)電廠的內(nèi)部有三個(gè)工作站，總工作站負(fù)責(zé)信息端口，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的集成管理。分工作站負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)通信，可以將控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等整合到一起。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，DCS系統(tǒng)急需進(jìn)行升級(jí)和改造。DCS系統(tǒng)升級(jí)改造具有復(fù)雜性特征，技術(shù)人員需要進(jìn)行階段化處理。在第一個(gè)階段內(nèi)，技術(shù)人員需要新增控制柜一面，保持原公用水泵及其他附屬設(shè)備仍作為公用DCS遠(yuǎn)程IO站不變。在第二個(gè)階段內(nèi)，技術(shù)人員需要升級(jí)CP，并對(duì)卡件進(jìn)行系列改造，同時(shí)將循環(huán)水泵、空壓機(jī)設(shè)備及附屬系統(tǒng)作為公用設(shè)備納入監(jiān)控體系中。在對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和改造后，火電廠控制系統(tǒng)出現(xiàn)一系列故障問(wèn)題。如何解決故障問(wèn)題，降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，成為火力發(fā)電廠關(guān)注的重點(diǎn)。

2 DCS系統(tǒng)的升級(jí)和改造

2.1 一次升級(jí)改造

DCS系統(tǒng)需要經(jīng)過(guò)兩次升級(jí)改造過(guò)程。為滿足循環(huán)水泵、空壓機(jī)設(shè)備納入單元機(jī)組控制的質(zhì)量要求，必須對(duì)公用DCS系統(tǒng)實(shí)施改造。在對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行一次改造升級(jí)時(shí)，技術(shù)人員需要做到以下幾點(diǎn)：

（1）技術(shù)人員需要按照對(duì)應(yīng)單元機(jī)組分別作為遠(yuǎn)程IO站接入單元機(jī)組，在每個(gè)單元機(jī)組中安裝控制器，并對(duì)單元機(jī)組DCS軟件IO點(diǎn)表容量進(jìn)行擴(kuò)增。

（2）技術(shù)人員需要形成新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在未升級(jí)之前，AP控制器一共有十五對(duì)，新增控制器之后，AP控制器的數(shù)量為十六對(duì)。技術(shù)人員需要設(shè)置循環(huán)水泵及液控蝶閥作為AP111遠(yuǎn)程IO站和AP211遠(yuǎn)程IO站，并接入相應(yīng)的空壓機(jī)及冷干機(jī)。

（3）技術(shù)人員需要對(duì)單元機(jī)組DCS軟件IO點(diǎn)表容量進(jìn)行擴(kuò)增，滿足循環(huán)水泵、空壓機(jī)及后續(xù)設(shè)備改造IO接入要求。

2.2 二次升級(jí)改造

一次升級(jí)改造的用時(shí)比較長(zhǎng)，二次升級(jí)改造所用時(shí)間相對(duì)較短。在對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行二次升級(jí)改造時(shí)，技術(shù)人員需要做到以下幾點(diǎn)：

（1）技術(shù)人員需要將原AP101及AP102控制器下的擴(kuò)展柜納入新增控制器。

（2）技術(shù)人員需要安裝導(dǎo)軌，安裝卡件，安裝電源轉(zhuǎn)換模塊等。

（3）技術(shù)人員需要對(duì)軟件和硬件進(jìn)行修改。

在軟件修改的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)單元機(jī)組DCS軟件進(jìn)行組態(tài)，修改IO點(diǎn)表容量授權(quán)。在硬件修改的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)原擴(kuò)展柜所有測(cè)點(diǎn)做好標(biāo)記，新增點(diǎn)表配置卡件。

3 DCS系統(tǒng)升級(jí)改造故障分析

3.1 故障表現(xiàn)

在對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造后，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)異常，影響后續(xù)工作的正常開(kāi)展。就目前來(lái)看，DCS系統(tǒng)升級(jí)改造故障包括以下幾點(diǎn)：

（1）DCS系統(tǒng)時(shí)間出現(xiàn)異常。在DCS系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警。在發(fā)出警示信號(hào)后，數(shù)據(jù)流呈直線趨勢(shì)發(fā)展，而DCS系統(tǒng)的時(shí)間會(huì)迅速跳變。

（2）DCS系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。工作站處理信息數(shù)據(jù)，信息數(shù)據(jù)的加載時(shí)間會(huì)不斷延長(zhǎng)。同時(shí)，工作站的通訊卡燈會(huì)來(lái)回閃爍，一些卡燈長(zhǎng)期處于開(kāi)啟狀態(tài)。

（3）DCS系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)發(fā)生死機(jī)。不同工作站負(fù)責(zé)觀測(cè)不同的目標(biāo)點(diǎn)，在DCS系統(tǒng)改造后，機(jī)組會(huì)頻繁死機(jī)，影響測(cè)點(diǎn)的觀察效率。在進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，測(cè)點(diǎn)徹底陷入異常，圖像信息獲取不力，阻礙了DCS系統(tǒng)的PI進(jìn)程。

（4）DCS系統(tǒng)無(wú)法立刻上線。當(dāng)預(yù)警信號(hào)發(fā)出之后，網(wǎng)絡(luò)仍長(zhǎng)期處在離線狀態(tài)，只有將總線路徹底斷電，進(jìn)行通訊重啟，才能使NUDEBUS重新上線。

3.2 故障原因

對(duì)DCS系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合控制系統(tǒng)的故障處理經(jīng)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)DCS系統(tǒng)升級(jí)改造故障主要是由以下幾個(gè)原因引起的：

（1）工作站工作頻次過(guò)高。在工作站有較多的軟件設(shè)備和硬件設(shè)備，這些設(shè)備有固定的使用年限，一旦超過(guò)使用年限，就會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)通訊產(chǎn)生不利影響，阻礙數(shù)據(jù)接收和信息傳遞。

（2）DCS系統(tǒng)配置較差。在未應(yīng)用DCS系統(tǒng)之前，火力發(fā)電廠采用傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，歷史庫(kù)配置和新系統(tǒng)配置相距甚遠(yuǎn)。

（3）DCS系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)高。在系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中，經(jīng)常要采用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)程序，對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控。全工況監(jiān)測(cè)程序占據(jù)的流量過(guò)多，會(huì)占用大部分網(wǎng)絡(luò)資源。

4 DCS系統(tǒng)升級(jí)改造故障處理

4.1 降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷

首先，想要對(duì)DCS系統(tǒng)升級(jí)改造故障進(jìn)行處理，應(yīng)該降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。技術(shù)人員可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行定期清理，減少歷史備份占用的網(wǎng)絡(luò)資源。同時(shí)，技術(shù)人員可以對(duì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，及時(shí)消除故障隱患。DCS系統(tǒng)中存在大量垃圾文件，為避免網(wǎng)絡(luò)堵塞，技術(shù)人員必須延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)巡視時(shí)間。

4.2 改造硬件軟件

其次，想要對(duì)DCS系統(tǒng)升級(jí)改造故障進(jìn)行處理，應(yīng)該改造硬件軟件。舊有的軟件和硬件設(shè)備已經(jīng)落后于時(shí)代發(fā)展的潮流，在構(gòu)建新的Mesh網(wǎng)絡(luò)之后，技術(shù)人員應(yīng)該更換新的卡件，并對(duì)軟件進(jìn)行重新組裝。

5 結(jié)論

綜上所述，為了進(jìn)一步促進(jìn)火力發(fā)電廠的發(fā)展，必須對(duì)DCS系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和處理。

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貴州黔東電力有限公司 貴州省黔東南苗族侗族自治州鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣 557702