DCS系统常见故障分析及处理措施探讨.doc

DCS系统常见故障分析及处理措施探讨仪电部樊凯龙摘要：随着自动化程度的日益提高，大型火电机组对DCS系统的依赖性也越来越高。如何提高DCS的可靠性作为一个重要课题摆在了热控人员的面前。通过维护DCS的实践和同行经验的借鉴，对DCS系统网络通信故障、软硬件故障和系统电源故障现象、危害进行了分析和研究，并根据有关规程提出有针对性防范措施关键词：DCS：故障；措施；探讨引言DCS综合了计算机技术、网络技术、CRT和过程控制技术，以其良好的可操作性、可靠性、维护方便和故障率低等优点，成为电厂生产实时过程控制的核心和应用发展最快的控制系统。目前，新建电厂已全部采用了DCS作为热工控制系统，大部分电厂将电气控制系统(ECS)也纳入到DCS，因此，DCS系统的可靠性直接关系到机组运行的安全性和经济性。随着发电机组单机容量的增大和热工参数的不断提高，新的设备、新的设计技术以及新的通讯方式被不断引入分散控制系统，DCS的控制功能日益完善，电厂的自动化水平越来越高，在减轻运行人员劳动强度的同时，对热工系统的稳定运行提出了更高的要求。DCS系统在使用中也不可避免地会出现影响安全与可靠性的故障。根据故障性质，可分为人为故障和设备故障。根据故障的危害程度，可分为一般故障和严重故障。随着DCS控制水平的不断提高，DCS同外系统接口的联系日益密切，DCS网络通信安全显得也格外重要。因此，按照有关标准对DCS进行有效维护，定期做故障模拟演练，减少和防止故障发生，保证生产的连续性是极其重要的。本文就生产过程中DCS系统常见故障进行分析及应对措施逐一探讨。DCS网络通信故障及预防措施在DCS的通信网络上连接有几种不同的节点，它通常分为两大类。一类是面向生产过程的中央处理器，称之为过程控制器；另一类是与人机相连的，称为人机界面的几种节点，分别是操作员站、工程师站、历史数据站等。故障现象及原因和通讯故障相关的现象表现形式为：操作员站经常出现死机或掉线；服务器死机；分散处理单元(DPU)的初始化、死机、脱网；冗余控制器切换不成功；趋势曲线不连续和数据通信中断等。除了与应用软件设计是否成熟可靠有关外，还和通信网络堵塞现象的严重程度相关，主要有以下几种因素：(1)当节点连到DCS的通信网络上时，通常需有网络接口，数据传输方式一般有广播方式和询问方式。数据传输过程中若某个节点向网上的其他节点问询数据，但其他节点没有这个数据，它就反复进行问询，直至读取到这个数据。如果网络上根本没有这个数据，就会造成网络堵塞；(2)网络通信介质损坏引发通信故障。(3)DCS组态作业不规范。如机组投产后DCS控制器的组态不断变化，但应用软件组态只加不减，有些组态实际上已没有与真正的I／O点相连，而DPU读取数据时，将该DPU上所有数据点都读进去，而其中有很大部分的数据是无效的，因而造成DPU负荷率过高，网络堵塞；(4)硬件升级后，因硬件驱动程序不匹配，引发DCS网络通信堵塞；(5)历史数据站CPU负荷率和内存使用过高，数据传输频繁时，网络堵塞现象就变得十分频繁，从而使得各种人机界面的节点出现死机现象。(6)DCS运行外部环境温度高(如控制间空调、电源风扇和机柜风扇故障等造成)、供电电源波动大和切换时间过长。防范措施上述网络异常均涉及到网络通信负荷率高、控制器负荷率高等问题，由于目前还没有有效的手段在线监测控制器负荷率和网络通信负荷率，找出这类事件的根本原因还有一定的难度，因此平时加强DCS系统的网络运行维护显得尤为重要。(1)利用网络测试仪，定期对DCS主系统及与主系统连接的所有相关系统(包括专用装置)的通信负荷率进行在线测试，确认在机组出现异常工况、高负荷运行及DPU或通信总线产生冗余切换的同时出现负荷扰动时，网络负荷率控制在行业规定范围内。(2)利用机组检修时间逐个复位DCS系统的DPU和操作员站及数据站；删除DPU组态中的无效I／O点，对组态进行优化；对DCS的模件、机柜、滤网等进行清扫。(3)对于使用系统服务器作为连接操作员站和主控单元重要设备的DCS系统，DCS系统网络建议采用双层网结构，管理网络和系统网络从物理上分开，提高DCS网络的可靠性和稳定性。(4)定期检查系统风扇是否工作正常，风道有无阻塞；检查各通讯线路连接是否牢固，通讯接口是否正常；定期对各通讯模件、端子进行试验，保证通讯模件的正常工作：做好机组运行中的设备维护和巡视，检查通讯状态，防止通讯故障。(5)对于DCS系统和其他系统的接口，建议在采用单向数据传输协议并在其他系统侧的网关站上，加装病毒防火墙。(6)在日常：J作中应认真按照25项预案要求，充分做好包括DPU死机、网络通讯崩溃在内的各种事故预想，将运行紧急处理措施、安全措施、技术措施、检修步骤编写成册确保机组的安全运行。(7)在处理DCS故障或日常维护时严格按照制造，