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DCS系统常见故障分析、判断和处理 

发布时间:2018/07/23

   国电某热电有限公司的两台110MW机组投产于1989年和1990年,为了适应安全生产和经济运行的需要,0607两年进行了DCS系统改造。经过这两年的运行,热控专业人员对DCS系统经过了从陌生到熟悉的过程,把DCS系统故障判断与处理进行总结。

 

为了便于分析、诊断DCS系统故障发生部位和产生原因,现把故障分为以下几类来进行论述。

1、现场仪表设备故障 
    现场仪表设备包括与生产过程直接联系的各种压力变送器、各种开关、负载及各种热电偶、热电阻等。现场仪表如果发生故障,直接影响DCS系统的控制功能及操作人员对工艺参数的监视,从而给工艺操作带来一定困难。在目前的DCS控制系统设计中,这类故障占绝大部份,这类故障一般是由于仪表设备本身的质量和寿命所致。对这类故障比较直观,在判断和处理上也相对容易,按常规仪表的处理方法处理一般不会有什么问题。对这类故障的处理要求维护人员比较熟练,以保证故障处理的及时性及准确性。由于这类故障属于单点故障,对工艺影响不大,维护人员对DCS系统知识的要求不高,只须按常规仪表处理即可。

2、执行机构位置反馈故障

这一类故障处理不是很难,但对一些重要的门处理不及时就会对生产过程可能造成较大影响。比如给粉机粉门、给粉机热风门的位置反馈故障,就可能执行机构的实际开度就会关到零,就会使炉膛燃料供应中断,造成灭火。类似的情况如果发生在给水调整门、送引风调整门等,也会造成很大的事故。这类故障就要求维护人员处理及时,在最短的时间内消除故障使执行机构回到正常开度,尽量减少故障带来的损失。
3、DCS系统故障 
    DCS系统故障是影响系统运行的全局性故障,系统故障可分为固定性故障和偶然性故障。如果系统发生故障后可重新启动使系统恢复正常则可认为是偶然性故障。相反若重新启动后不能恢复正常而需要更换硬件或软件系统才能恢复则认为是固定性故障。这种故障一般是由于系统设计不当或系统运行年限较长所致。

4、DCS硬件故障 

     且影响也是局部的,它们主是由于使用不当或使用时间较长,模块卡件内元件老化所致。我厂#2机组#21DPU在1月3日卡件就出现了故障,此卡件采集的全部是#2机ETS的信号,对于机组的保护非常重要,由于早晨巡检人员及时发现故障并更换备用卡件,才没有因为故障长时间存在造成严重威胁安全生产的事故。
   在实际使用过程中,现场常见的系统硬件故障一般包括如下几方面:
   ①系统模块和元件故障,可能产生的原因是元器件质量不良、使用条件不当、调整不当、错误的接线引入不正常电压而形成的短路等。有时由于现场环境的因素,如温度、湿度、灰尘、振动、冲击、鼠害等原因也会造成系统硬件故障。
    ②线路故障:可能产生的原因是,电缆导线端子、插头损坏或松动造成接触不良,或因接线错误、调试中临时接线、折线或跨接线不当,或因外界腐蚀损坏等。
    ③电源故障:可能产生的原因是供电线路事故,线路负载不匹配可引起系统或局部的电源消失,或电压波动幅度超限,或某元件损坏,或误操作等产生电源故障。
5、DCS系统软件故障  
    DCS系统软件故障是软件本身所包含的错误所引起的。软件故障又分为系统软件故障和应用软件故障。系统软件是DCS系统所带来的,若设计考虑不周,在执行中一但条件满足就会引发故障,造成停机或死机等现象,此类故障并不常见。应用软件是用户自己编定的,在实际工程应用中,由于应用软件工作复杂,工作量大,因此应用软件错误几乎难以避免,这就要求在DCS系统调试及试运行中十分认真、仔细,及时发现并解决。
    软件故障包括:
    ①程序错误,设计、编程和操作都可能出现程序错误,特别是联锁、顺控软件,不少问题是由于工艺过程对控制的要求未被满足而引起的。我厂#2炉乙侧给煤机顺控启动时,发现顺控启停中步序时间有效的问题就属于程序错误。
    ②组态错误:设计和输入组态数据时发生错误,这可以调出组态数据显示进行检查和修改。我厂#1炉主给水自动调节系统调节范围过窄,就是副调节器参数设置输入组态数据时忽略了负值引起的。
    这一类故障不容易发现,就需要热控人员对DCS系统有比较深入的了解才行,而且要在不影响机组正常运行的条件更改参数。
6、操作使用不当造成故障 
    在实际运行操作中,有时会出现DCS系统某功能不能使用或某控制部份不能正常工作,但实际上DCS系统并没有故障,而是操作人员操作不熟练或操作错误所引起的。这对于初次使用DCS系统的操作工较为常见。

    由于DCS系统的都带有自诊断程序,系统能及时对挂在总线上或网络上的各回路及功能模块进行周期诊断。通过诊断,如发现异常现象,其内容就被编成代码或相应的故障提示,经由总线传递信息,从而在操作员站、工程师站CRT上显示和报告故障发生的位置。通过CRT了解故障情况后,应进一步通过机柜里插卡或者模块上的一系列发光二极管的显示状态,查询不正常状态的故障内容。通常在实际工作中,经常遇到的DCS系统故障,还有死机、黑屏及通信故障,这些故障通常导致工艺参数不能显示,严重时导致停炉停机,如死机故障产生的原因是多方面的,有的是因为操作不当所致,更多的原因是由于模块或插件故障所引起的,如显示器故障、主机故障、通信故障,产生的原因多由通信线路、网卡及网络接线器故障所引起。 
     在日常工作中,除了掌握相应的故障判断和处理方法外,更应该加强系统的日常维护,防范系统故障的发生,同时采取相应的管理措施来保证系统的安全可靠,如:加强DCS系统的环境和操作管理,加强防静电措施和良好的屏蔽,控制室要加强防雷措施并应该有安全可靠的接地系统等。
    由于DCS系统与常规仪表不同,维护人员除了要熟练掌握对仪表的处理方法外,对DCS系统的故障判断及处理方法应熟练掌握。要对DCS系统的组成结构、各功能模块的作用要有相应的了解。另外要掌握对通信、网络、计算机技术等相应的知识。在平时的维护过程中,应加强对系统的管理及对维护人员的系统培训工作,减少人为因素对系统的影响,提高系统安全可靠的运行。

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