XDPS故障分析.doc

XDPS-400分散控制系统常见硬件故障分析及处理北极星电力网技术频道 作者: 2007-12-3 23:56:39(阅194次) 所属频道: 火力发电 关键词: 分散控制XDPS控制系统 目前DCS系统在发电厂中应用广泛，发电机组的自动化水平有了大幅度的提高，协调控制、事故追忆、历史趋势、报表打印等功能都成为可能。但是在DCS系统的应用中，由于DCS系统故障造成的负荷波动、停机、停炉事故时有发生。现就河南永城电厂DCS系统的硬件设备在调试过程中遇到的故障及处理方法加以总结分析。一、系统简介裕东发电公司永城电厂一期为2台300MW机组。#1机组采用机炉电集控运行方式，锅炉、汽机及附属、除氧给水、发电机、厂用电控制系统采用新华控制工程公司提供的XDPS-400型分散控制系统。本台机组DCS系统设计为四功能系统，包括有模拟量控制系统(MCS)，锅炉、汽机、发电机及厂用电顺序控制系统(BT/SCS，G/SCS)，数据采集系统(DAS)和锅炉燃烧器管理系统(BMS)。另外，汽机数字电液控制系统采用新华公司研制的DEH-A型控制系统，该系统与DCS系统硬件兼容。汽机危急遮断系统(ETS)为上汽成套的PLC控制系统，汽轮机轴系安全监视仪表(TSI)为本特利3500型仪表。二、常见故障分析及处理在DCS系统调试过程中，常见的故障主要有DCS系统内部电源故障、DCS系统硬件故障、外部设备故障等。l.DCS系统内部电源故障(l)DCS柜内电源消失主要是由于供电系统故障，造成DCS柜内电源消失，所有控制功能全部丧失，DPU停运，网络通信中断，数据无法采集，无控制指令输出，整个系统处于瘫痪状态。此时，应及时查找原因，恢复供电。(2)电源模件故障XDPS-400系统每个DPU都采用了各等级电源双电源模件供电，当一个电源模件故障时，备用模件可以自动投入运行维持供电。如果双路电源都发生故障，则相应电源模件的电源指示消失，相应供电模件功能丧失。各等级电源主要有 5VDC、15VDC、 24VDC、 48VDC。5VDC、l5VDC电源模件主要给I/O模件、BC板供电。一旦发生故障，将导致输入、输出数据无法显示，控制指令无法执行，该DPU的I/O单元通信中断，该DPU的控制对象完全失控。由于 5VDC和15VDC共用一个电源模件，因此在某个电源回路发生故障时，很可能引起另一路电源出现问题。处理问题时应注意这种情况。24VDC电源模件主要给DO模件、AI-TC/MA/V模件以及各种TB板供电。 24VDC故障后，上述各种模件及I/O信号全部无法工作，采集、调节、控制功能全部丧失。具体现象可能是变送器采集信号故障、调阀不受主控控制等。48VDC电源作为DI模件的采样电压，它只影响DI模件。 48VDC故障后，显示为两位开关、阀位反馈等各开关量输入故障。一旦确认电源模件故障，应尽快更换故障的电源模件。(3)OPU电源消失操作员站OPU系统电源故障，所有操作员站均停止工作，所有操作功能丧失，所有在线数据、历史数据都无法显示。这时，应利用具备操作员站级别的工程师站ENG和历史记录站HSU进行热力系统监视和操作，同时立即派专人到机头监视汽轮机运行情况，有关人员马上检查电源系统，并尽快恢复供电。如果ENG、HSU也失电，电源又不能马上恢复，应利用后备手操进行紧急停机处理。除OPU系统失电情况外，还可能会遇到由于计算机系统死机或其它原因造成OPU无法进行运行监视和操作，此时也应按上述方法进行紧急处理。(4)ENG电源故障工程师站ENG主要功能为逻辑修改、参数调整、图形组态、网络及硬件监视，发生故障不会影响机组控制系统的正常运行。由于XDPS-400系统的ENG、HSU、OPU可以根据需要登陆到不同的级别，因此ENG功能也可以由OPU完成。(5)HSU电源故障历史记录站HSU电源故障，将无法记录历史数据，操作员无法调用历史数据，但不影响系统的正常运行，此时各种报表需手动完成。2.DCS系统硬件故障DCS系统中各输入输出板件均具有前端数据处理功能，既保证被采集信号的正确输入，又阻止强信号对计算机系统的干扰和破坏。当板件发生故障时，如果是单一通道故障，只更换通道即可;如果整个板件故障，则应及时更换板件。(l)AI/TB板故障AI/TB板适用于各种模拟信号的采集和处理。当AI/TB板故障时，该板卡所带的模拟量信号都将无法正常采集，OPU画面无法正确显示测量值。AI/TB板的前面板上提供了相应的LED故障指示灯，根据故障指示灯可以判断一般的故障。如果板件本身元件故障，可以通过加模拟信号的方法来判断，确认AI/TB板故障后，应及时更换，确保信号的正常采集。(2)LC板故障LC板是智能型双回路控制板，它有8路AI用于控制回路模拟量反馈信号的采集和处理，2路AO作为模拟回路控制，输出为420mA，4路D1及4路DO用于开关回路的控制。当LC板故障时，如果故障出现在LC板的公共部分，例如CPU或EPROM/RAM或通信端口故障，会造成LC板上所带的I/O信号无法工作，信号采集与输出指令功能全部丧失，该板卡上所带的控制回路的控制功能也无法执行。如果故障点出现在某个I/O通道上，那么相应的I/O通道将无法正常工作，所对应的采集或输出指令将无法执行。此故障可通过换通道来判断。(3)SOE/DI板故障SOE/DI板是智能型开关量数据采集板，它适用于各种开关量信号的采集和处理。当SOE/DI板故障时，如果故障出现在SOE/DI板的公共部分，例如CPU或EPROM/RAM或通信端口故障，会造成SOE/DI板上所带的I/O信号都无法工作，开关量信号采集功能丧失。如果故障点出现在某一个I/O通道上，那么相应的I/O通道将无法正常工作。(4)DO板故障DO板是开关量输出板，它的16路DO可以驱动16个电磁式继电器，它受控于BC板。当DO板故障时，无法执行控制指令。检查DO板与BC板的通信，如果与BC板通信故障，则所有DO指令无法执行;如果某个通道故障，则与之对应的输出指令无法执行。(5)AO模拟量输出板AO板是模拟量输出板，它的8路AO主要用于输出8路相互隔离的0/420mA电流信号或0l0V/5V电压，它受控于BC板。当AO板故障时，无法执行控制指令。检查AO板与BC板的通信，如果与BC板通信故障，则所有AO指令都无法执行;如果某一个通道故障，则与之对应的输出指令无法执行。(6)PI开关量计数板PI开关量计数板的8路PI主要用于对接点性开关量信号计数，它受控于BC板。当PI板故障时，计数通道无法工作。如果PI板与BC板通信故障，则所有计数通道都无法工作;单一通道出现故障时，该通道无法工作，但不影响其它通道的正常工作。(7)VCC阀门控制板VCC板是智能型阀门控制板，它适用于汽轮机阀门控制，控制方式有手动和自动两种。手动时，根据汽轮机的工况进行联锁，防止误动，保护汽轮机正常运行;自动时，则根据DPU的指令进行转换后输出080nA电流信号。VCC卡故障直接影响与之对应的汽轮机阀门的控制，这是一种非常危险的故障。当VCC卡发出故障报警时，应马上对故障卡件进行更换。3.外部设备故障外部设备一般包括电动门、电动执行器、电磁阀、变送器、两位开关、热电偶、热电阻等。外部设备是控制系统最基本的组成部分，一旦发生故障，将直接影响控制效果。如果就地电动门、电动执行器和电磁阀故障，则相应的阀门拒动，使控制无法实现;如果一次元件变送器、两位开关、热电偶和热电阻故障，采集信号不正确，使现场设备状态及控制效果无法反馈到控制中心，DPU无从控制，很有可能发出错误指令。所以，外部设备一旦发生故障，应及时处理。(1)电动门、电动执行器、电磁阀电动门、电动执行器、电磁阀故障分电气故障和机械故障两种。电气故障主要指电源故障。电动门的电源回路分为动力电源和电动门控制电源两部分。一般情况下，控制电源引自动力电源的一相。当动力电源有一相或一相以上失电时，电动门将无法动作。当控制电源失电时，电动门控制回路无法接收控制指令，电动门无法动作。从OM画面上操作电动门时，会出现超时故障，说明电动门没有按操作指令动作。此时，应及时检查各路电压。如果正常，则作相应处理，如果各路电压都正常，则检查线路和外部设备。电动执行器的控制以及电源供电方式与电动门的供电方式基本一致。在自动方式下，电动执行器受伺服放大器的控制，伺服放大器的电源由UPS提供。当伺服放大器失电或故障时，自动调节回路失灵，只能通过手操器手动操作。电磁阀一般分为交、直流两种。电磁阀的电源一般由外部电源直接供给，控制回路通过继电器来控制电磁阀的电源回路。当电磁阀电源故障时，电磁阀无法动作。机械故障一般有机械卡涩、限位调整不正确等，根据机械原理处理。(2)变送器、两位开关、热电偶、热电阻变送器、两位开关、热电偶和热电阻属于一次元件。一次元件故障，应首先检查采样电压、电流是否正常，然后再检查就地元件的工作情况。如果采样板件故障，则更换相应板件;如果就地元件故障，可能是一次