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古柏特选 分散 控制系统 DCS 系统 调试 方案 古柏

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目 录 1．编写目的 2．DCS上电恢复应具备的条件和要求 3．DCS软件恢复应具备的条件和要求 4．计算机系统的上电、试运与投运 5．仪器设备 6．注意事项 1 编写目的 印尼苏拉威西2X50MW燃煤电厂工程采用的分散集中控制系统（DCS）是由南京科远公司提供的NT6000控制系统。其功能涵盖了数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制系统(SCS)等各项控制功能。此外还包括工程师站、操作员站及有关外设。DCS通过高性能的工业控制网络及分散处理单元、过程I/O、人机接口和过程控制软件等完成锅炉、汽轮机及其辅助热力生产过程、发电机－变压器组及厂用电源系统的监视和控制。 编写本方案的目的是规范DCS系统授电及软件恢复的调试行为，确保设备、人身不受伤害。保证系统调试保质、保量、有序进行。本方案适合于印尼苏拉威西2X50MW燃煤电厂工程的调试。 DCS系统授电，由DCS现场服务工程师执行，调试方现场配合协助。 2 DCS上电恢复应具备的条件和要求 2.1 一般性质量要求 l 电子间照明、通风、消防符合要求； l 集控室内光线充足，具备操作人员操作监视的条件； l 电子设备室、工程师室内和控制室的环境温度、湿度、清洁度，应符合有关规程或生产厂的规定； l 电子间的相关制度健全，安全、保卫工作到位； l 机柜已就位，柜体周围不存在安装杂物，控制室干净卫生； l 电源接线完成。电气专业设备授电完毕，且已将电源送至DCS电源柜的上端口，电源等级、质量符合要求； l DCS设备接地接线完毕、接地电阻、接地方式符合DCS供应方要求； l 有电源回路的电源熔丝和模件的通道熔丝应符合使用设备的要求，如有损坏应作好记录； l 计算机设备的外观应完好，无缺件、锈蚀、变形和明显的损伤； l 检查各计算机设备应摆放整齐，各种标识应齐全、清晰、明确； l 对于有防静电要求的设备，检修时必须作好防静电工作，工作人员必须带好防静电接地腕带，并尽可能不触及电路部分；设备应放在防静电板上，吹扫用设备应接地； l 清洁用吸尘器必须有足够大的功率，以便及时吸走扬起的灰尘，设备清洗必须使用专用清洁剂； l 各设备内外的各部件应安装牢固无松动，安装螺钉齐全； l 检查电缆敷设捆扎整齐美观，设备的各种标志应齐全清晰。 2.2上电前检查： 上电前，必须检查整套系统的接地、电源线和各种连线是否接好，绝缘是否合格，是否符合厂家设备上电运行条件，确保正确无误。 2.2.1 DPU柜 l DPU柜内的各档电源接线必须正确连接。 l DPU站的数据通讯线，DPU与I/O站的通讯线连接正确。 l I/O站内各I/O卡件与端子柜内对应的端子板的连接电缆正确。 l I/O站内各I/O卡与总线的插接位置正确。 2.2.2 工程师站（或历史数据站） l 工程师站工业PC机、CRT、打印机的电源接线应正确。 l 工程师站与DPU、操作员站的冗余数据通讯线连接正确。 l 工程师站与操作员站的通讯线连接正确。 l 工程师站工业PC机与CRT、打印机、鼠标、标准键盘的连线正确。 2.2.3 操作员站 l 操作员站工业PC机、CRT、打印机电源连线连接正确。 l 操作员站与OPU的冗余数据通讯线连接正确。 l 操作员站与工程师站的通讯线连接正确。 l 操作员站与CRT、打印机、鼠标、操作键盘的连线正确。 2.2.4 端子柜 l 端子柜内的电源接线、接地线符合厂家设计要求。 l 由现场进入端子的各类信号线、信号屏蔽接地线正确接入。 l 端子柜各端子板与DPU柜内对应的的I/O卡件的连接电缆正确连接。 2.2.5电源柜的检查 l 仔细检查电源柜内接线是否与厂家设计一致。 l 检查电源线接头是否有虚接、漏接等现象，并用万用表、通灯等工具检查。 l 启动电源系统，工作应正常无故障报警，电源指示灯应指示正常。 l 对每对冗余的电源，关掉其中一路，检查相应的电压或电流输出，若有异常进行处理或更换相应电源。 3 DCS软件恢复应具备的条件和要求 3.1软件检查 3.1.1操作系统检查 l 各计算机通电启动，检查机器应无异常和异声； l 通常操作系统上电自启，整个启动过程应无异常，无出错信息提示； l 检查并校正系统日期和时间。 l 检查各用户权限、口令等设置应正确，符合系统要求。检查各设备和文件、文件夹的共享或存取权限设置应正确，符合系统要求。 l 检查硬盘剩余空间大小，应留有一定的空余容量。 3.1.2应用软件及其完整性检查 l 在DCS系统逻辑修改等工作完成后，再次进行软件备份。 l 启动计算机系统自身监控、查错、自诊断软件，检查其功能，应符合厂家要求。 l 检查存储设备应有一定的容量储备。 l 启动应用系统软件，应无异常，无出错信息提示；对于上电自启的系统，此过程在操作系统启动后自动进行。 l 根据厂家提供的软件列表，检查核对应用软件应完整。 l 根据系统启动情况检查，确认软件系统的完整性。 l 分别启动各工作站的其他应用软件，应无出错报警。 l 使用提供的实用程序工具，扫描并检查软件系统的完整性。 3.1.3权限设置检查 l 检查各操作员站、工程师站和其他功能站的用户权限设置，应符合管理和安全要求。 l 检查各网络接口站或网关的用户权限设置，应符合管理和安全要求。 l 检查各网络接口站或网关的端口服务设置，关闭不使用的端口服务。 3.1.4数据库检查 l 检查数据库访问权限设置应正确，应符合管理和数据安全要求。 l 对数据库进行探寻，检查各数据库的有关信息应正确，各数据库或表的空间使用状况，应保留不小于25％的空余空间，磁盘的可用空间应不小于50％。 l 检查数据库日志记录，若已满，则应进行清除或立即备份数据库。 3.2 试验项目与技术要求 3.2.1系统冗余性能试验 3.2.1.1各操作员站、工程师站、历史数据站和现场控制站的冗余切换试验 l 人为退出现场控制站中正在运行的主控制器，这时备用的主控制器应自动投入工作。在主控制器的切换过程中，系统不得出错或出现死机情况。 l 对于并行冗余的设备，如操作员站等，停用其中一个或一部分设备，应不影响整个 DCS系统的正常运行；试验时可通过停电或停运应用软件等手段进行，然后检查系统运行情况，除了与该设备故障相关的报警外，应无其他任何异常现象发生；同样进行反向试验，系统状况应相同。 l 对于冗余切换的设备，当通过停电或停运应用软件等手段使主运行设备停运后从运行设备应立即自启或立即切换至主运行状态；然后检查系统运行情况，除了与该设备故障相关的报警外，无其他任何异常现象；同样进行反向切换试验，系统状况应相同。 3.2.1.2 功能模件冗余切换试验： l 模件通电前，检查模件熔丝应齐全、容量正确。 l 模件通电后，检查各指示灯应符合正常的实际状况指示。 l 冗余模件应能相互切换，取出主运行模件的熔丝或复位主运行模件或将主运行模件拔出(模件可带电插拔)，系统应能正常无扰动的切换到从模件运行或从模件改为主运行模件，系统除模件故障和冗余失去等相关报警外，应无其他异常报警发生；同样进行一次反向切换，系统状况应相同。 3.2.1.3 通信网络冗余切换试验： l 在任意节点上人为切断每条通信总线，系统不得出错或出现死机情况。切、投通信总线上的任意节点，或模拟其故障，总线通信应正常工作。 l 总线及总线冗余检查，总线电缆无破损、断线，端子接线正确，牢固无松动，接插件接插牢固、接触良好；检查总线终端电阻值正常，接线牢固；交换机、总线模件通电后指示灯正常。 l 通过诊断系统或总线模件工作指示灯检查总线系统工作正常，无异常报警；检查冗余总线处于冗余工作状态。 l 切断主运行总线模件的电源或拔出主运行总线的插头及模拟其他条件试验二条冗余总线的切换，总线应自动切换至另一条运行，且指示灯指示正常；检查系统数据不得丢失、通信不得中断、系统工作应正常；同样进行一次反向切换试验，系统状况应相同。 3.2.1.4 系统(或机柜)供电冗余切换试验： l 对于系统或机柜自投供电或N+1冗余供电，应进行供电切换试验。在电源切换过程中，控制系统应正常工作，中间数据及累计数据不得丢失。 l 切断工作电源回路，检查备用供电自动投入，系统工作正常，无出错报警，数据不得丢失；同样进行一次反向切换试验，系统状况应相同。 l 对于1+1冗余供电系统，切断任一路供电系统应工作正常，无出错报警，数据不得丢失。 3.2.1.5 控制回路冗余切换试验： l 计算机控制系统投运，与控制回路相关的主控制器和模件投运正常。 l 利用手操器等设备使控制回路输出一个固定的值或状态，将相关的在运行状态的主控制器或输出模件复位和断电，观察控制回路输出应无变化和扰动；检查备用主控制器或输出模件的运行状态应正确；反向再做一次控制回路试验，结果正确。 3.2.2系统容错性能试验 3.2.2.1在操作员站的键盘上操作任何未经定义的键，或在操作员站上非法输入一系列命令，检查操作员站和系统的反应，应不出错或出现死机情况。 3.2.2.2切除并恢复系统的外围设备，这时控制系统应不出现任何异常情况。 3.2.2.3任意拔出一块I／O卡件，屏幕应显示该卡件的异常状态，控制系统应自动进行相应的处理(如切到手动工况、执行器保位等)。 3.2.2.4在拔出和恢复模件(模件允许带电插拔)的过程中，控制系统的其他功能应不受任何影响。 3.2.2.5计算机控制系统通电启动后，关闭CRT和打印机电源(正在打印时和未打印时应分别进行)，然后再打开电源，检查操作员站屏幕和系统应无异常反应。 3.2.3系统性能参数测试 3.2.3.1在条件具备的情况下应测试下列计算机控制系统性能参数，并做好记录存档。 3.2.3.2通过系统工具或其他由制造厂提供的方法检查每个现场控制站的内存和历史数据存贮站的外存容量及使用量。内存余量应大于总内存容量的40％，外存余量应大于总存贮器容量的60％。 3.2.3.3通过系统工具或其他由制造厂提供的方法检查所有现场控制站的中央处理单元的负荷率应不超过40％；计算站、数据管理站等的中央处理单元的负荷率应不超过40％。 3.2.3.4通过系统工具或其他由制造厂提供的方法检查数据通信总线的负荷率应不超过 30％，对于以太网则应不超过20％。 3.2.3.5通过连续切换操作员站CRT画面10次，用秒表测量每幅画面完全显示的时间，计算其平均值，检查操作员站画面实时性反应时间应不大于2s或不低于厂家的出厂标准。 3.2.3.6通过组态并打印计算机控制系统测点清册，检查I／O点的投入率及完好率，投入率应不小于99.5％，完好率应不小于99.5％；查明并记录不可用测点的原因。 3.2.4 抗干扰能力应进行试验的项目 3.2.4.1抗射频干扰能力的测试：用频率为400—500MHz、功率5W的步话机作干扰源，在DPU机柜、通讯/信号电缆、操作员站等设备旁（1.5m左右）进行通讯，观察设备表现有无异常，计算机系统应正常工作，测量信号示值应基本无变化。 3.2.4.2用手机作干扰源发出信号，逐渐接近敞开柜门的机柜进行试验，记录计算机系统出现异常或测量信号示值有明显变化时的距离。 3.2.5测量模件处理精度测试 3.2.5.1 模拟量输人信号精度测试： l 每块模件上选取一个通道，用相应的标准信号源，在测点相应的端子上分别以正、反向输入量程的0％、25％、50％、75％、100％信号，在操作员站或工程师站(手操器)读取该测点的显示值。同模件其余通道仅输入测量量程的50％信号进行检验。 l 记录各测点的测试数据，计算测量误差，应满足下表1—1的精度要求。 表1—1 输入模件通道精度标准 信号 类型 精度要求(％) 回程误差 (％) 信号类型 精度要求(％) 回程误差 通道 抽样点的方和根 通道 抽样点的方和根 (％) 电流(mA) 0.2 0.15 0.1 脉冲(Hz) 0.2 0.15 0.1 电压(0-1VDC) 热电偶(mV) 0.3 0.2 0.15 电压(0-1VDC) 0.3 0.2 0.15(0-1VDC) 热电阻(n) 0.3 0.2 0.15 3.2.5.2 脉冲量输入(PI)信号精度测试： l 每块模件上选取一个通道，用标准频率信号源，在测点相应的端子上分别以正、反向输入量程的10％、25％、50％、75％、100％信号，在操作员站或工程师站(手操器)读取该测点的显示值。同模件其余通道仅输入测量量程的50％信号进行检验。 l 记录各测点的测试数据，计算测量误差，检查触发电平，均应满足生产厂出厂的精度要求。 3.2.5.3 模拟量输出(AO)信号精度测试 l 每块模件上选取一个通道，通过操作员站(或工程师站或手操器)，分别按量程的 0％、25％、50％、75％、100％设置各点的输出值，在I／O站对应模件输出端子用标准测试仪测量，并读取输出信号示值。同模件其余通道仅输入测量量程的50％信号进行检验。 l 检查操作打印记录，应与实际操作相符。 l 记录各点的测试数据，计算测量误差，应满足表1-2的精度要求。 表1—2 输出模件通道精度标准 AO信号类型 精度要求(％) 回程误差(％) 电流(mA) 0.3 0.15 电压(V) 0.2 0.1 脉冲 0.2 0.1 3.2.5.4 脉冲量输出(PO)信号精度测试： l 每块模件上选取一个通道，通过操作员站(或工程师站或手操器)分别按量程的 10％、25％、50％、75％、100％设置各点的输出值，分别在各输出端子上用标准频率计测量并读取示值。同模件其余通道输入测量量程的50％信号进行检验。 l 记录各测点的测试数据，计算测量误差，应满足生产厂出厂精度或表1-2要求。 3.2.5.5 开关量输入(DI)信号正确性测试： l 每块模件上选取一个通道，通过短接/断开无源接点或加入／去除电平信号分别改变各输入点的状态，在操作员站或工程师站(手操器)上检查各输入点的状态变化。 l 记录各点的测试状态变化，应完全正确无误。 3.2.5.6 中断型开关量输入通道的正确性检查： 用SOE信号发生器在调好事件序列间隔后，连到端子板信号输入端，在操作员站上观察SOE报警列表中显示的时间顺序和打印记录，应与输入信号一致。 3.2.5.7 开关量输出(DO)信号正确性测试： l 每块模件上选取一个通道，通过操作员站(工程师站或手操器)分别设置0或1的输出给定值，在I／O站相应端子上测量其通／断状况，同时观察开关量输出指示灯的状态。 l 记录各点的测试状态变化，应正确无误。 3.2.6 进行热插拔试验 当相关输入信号不变时，模件重复两次插拔，CRT对应的物理量示值应无变化。 3.2.7进行通道输出自保持功能检查 l 在操作员站上对被测模件通道设置一输出值，在I／O站相应模件端子上读数并记下此值；将该I／O站系统电源关闭再打开，在相应端子上再次读数并记下此值。 l 该输出量断电前后的两次读数之差的一半所计算的示值最大误差值，也应不大于模件的允许基本误差。 3.2.8系统应进行下列几项功能试验 3.2.8.1系统组态和在线下载功能试验 l 打开工程师站中的系统组态软件，按照组态手册离线建立一个组态方案，如有可能则进行编译生成，检查确认组态软件功能应正常。 l 计算机控制系统通电启动后，通过工程师站组态工具，将现场控制站中一主控制器或一功能模件的组态回读到工程师站中，然后再将此组态下载到原主控制器或原功能模件中，检查确认整个操作过程中计算机控制系统应无出错或死机等现象发生。 3.2.8.2操作员站人机接口功能试验 l 通过功能键盘或轨迹球/鼠标，在操作员站上对各功能逐项进行操作，检查各CRT画面显示应正常，各功能键或按钮与各功能画面连接应正确，所有操作对应结果应正确无误。对于一些非法操作，软件应具有容错能力。 l 检查操作员站权限设置正确，以操作员级别登录正常。 l 检查各主要流程画面、主要参数监视画面、实时趋势曲线显示画面等显示正常，各动态参数和实时趋势曲线应自动刷新，刷新时间应符合要求。 l 检查各报警显示画面和报警窗口显示正常，报警提示和关联画面连接正确，报警确认功能正常。 l 检查历史数据检索画面显示正常，输入需检索的数据(如测点名、测点编号)和检索时间段，系统应正确响应，并显示相应的历史数据报表或历史数据曲线、历史事件报表、操作记录、报警记录等。若请求打印，则打印结果应与显示结果相同。 l 检查报表管理功能画面显示正确，选中一张报表进行随机(召唤)打印，系统响应正确，检查报表内容正确。 l 选择一幅流程图画面，触发屏幕拷贝功能，系统响应正确，检查硬拷贝和画面应一致。 l 检查系统运行状态(系统自诊断信息)显示画面显示正常。 l 检查操作指导和帮助画面显示正常。 l 根据画面清册检查各流程画面和参数监视画面等应无缺少。 3.2.8.3报表打印功能试验 l 启动报表定时打印功能，检查定时打印的报表格式、内容和时间应符合要求。 l 通过功能键盘或轨迹球/鼠标，在操作员站上选中系统内所有报表，并触发随机 (召唤)打印功能，系统应立即打印选中的报表，检查报表格式、内容应符合要求，时间正确。 l 系统通电启动后，模拟事件追忆触发开关动作，检查事件追忆报表打印应正常，打印数据应和触发开关动作前后时间对应。 3.2.8.4 历史数据存储和检索功能试验 l 从历史数据库中选取一组记录点，内容应包括模拟量、开关量、操作记录、系统事件等。 l 分别组态当前时段(短期)的历史数据报表和曲线，并显示打印、报表、曲线的数据和时间应正确，整个操作过程应无故障报警。 l 分别组态已转储至磁带或光盘(长期)的历史数据报表和曲线，系统应提示需提供已转储时段的历史数据磁带或光盘，插入相应的磁带或光盘，予以激活，并显示打印，报表、曲线的数据和时间应正确，整个操作过程应无故障报警。 3.2.8.5 性能计算功能检查 l 检查与性能计算相关的所有测点应正常，指示正确。 l 启动性能计算应用程序，应无出错报警。检查性能计算报表和域画面显示应正常,性能计算报表打印应正常。检查性能计算项目应无缺项。 l 协同有关部门和单位检查性能计算参数的正确性，否则，应进行调整或修改组态。 3.2.8.6通讯接口连接试验(包括MIS接口) l 检查通讯连接电缆无破损、断线，连接正确并牢固无松动。 l 系统上电，通讯接口模件各指示灯指示正确。 l 启动通讯驱动软件，系统应无出错信息。 l 利用网络软件工具或专用的通讯检测软件工具，确认通讯物理连接正确无误。 l 软件或模拟手段检查测试数据收发正常。 3.3 计算机系统运行维护 计算机系统的运行维护包括投运前检查验收、计算机系统的日常维护与定期维护、计算机系统的正常停用与长期停用中的维护，针对上述不同的情况其维护要求也不相同。 本条对系统投运前的检查项目及送电、试验、检修的验收提出了具体的要求及检查步骤。 l 计算机设备的环境温度、湿度和清洁度应满足设备运行的要求。 l 各路电源熔断器应符合设计要求。 l 各控制站柜、I/O柜和现场过渡端子柜的柜号、名称标志明确，并内附端子排接线图。 l 各控制站柜、I/0柜和现场过渡端子柜的各档公用电源线、接地线、照明线应连接完好、正确、牢固；附件齐全、完好，柜内照明正常。 l 由现场进入中间过渡端子柜、现场控制站机柜的各类信号线、信号屏蔽地线、保护地线及电源线，应连接完好、正确、牢固、美观；电缆牌号和接线号齐全、清楚。 4 计算机系统的上电、试验与投运 计算机系统上电，不得随意直接合上电源，必须按照以下步骤进行： 4.1 上电准备工作。 l 检查与DCS系统相关的所有子系统的电源回路，经确认无人工作。 l 检查与DCS系统相关的所有子系统状况，是否允许DCS系统上电。 l 系统投运所需手续齐全。 4.2 现场控制站上电。 l 合上现场控制站总电源开关。 l 合上现场控制站系统电源开关，合上现场控制站现场电源开关。 l 启动现场控制站，自动进入系统运行，指示灯显示运行状态，并可通过自诊断程序进行观察。 4.3 操作员站、工程师站和历史数据站等上电。 l 合上总电源，合上打印机、大屏幕显示器等电源开关，接通各工程师站和历史数据站的主电源，启动各工程师站和历史数据站，CRT上出现显示，并进入操作系统，启动应用程序，或系统自启正常。 l 合上各操作员站主电源开关，启动各操作员站，自动进入应用程序。 l 按照上述步骤，逐台启动所有计算机；直至整个DCS启动完毕。 l 检查整个系统的通信连接、CRT画面显示、各设备的运行状态等指示，应正常并与实际状况相符，否则应予以处理。必要时可通过专用检查工具和专用软件等进一步进行检查。 5 仪器设备 在分散控制系统（DCS）系统授电及通道检查过程中使用的仪器主要有： 信号源、万用表、电阻箱、兆欧表、通灯等仪器设备。 6 注意事项 6.1 严格遵守现场规章制度，不得随意乱动与调试工作无关的设备及系统；严禁热插拔DCS系统串、并行接口外设设备。 6.2 在DCS系统授电恢复和通道检查期间，应派专人随时检查各个机柜、各个操作站、工作站的运行情况，如发现异常情况，应立即报告项目负责人，使问题得到及时处理。 6.3 在DCS系统授电及通道检查期间，与系统调试无关人员不得在工程师站、操作员站上进行任何操作。 6.4 参加DCS系统调试的所有人员，不得修改任何系统组态，如发现问题，应由调试项目负责人通知DCS厂家工作人员进行修改。 6.5 在工程师工作站和操作员站上严禁随意使用磁盘，如需使用自带的磁盘，须经南京科远公司工作人员检查认可后方可使用。 6.6 在DCS系统的每个机柜首次通电时，都必须测试电源电缆对地绝缘电阻，防止电压过大或短路对系统硬件造成损伤等。 6.7 除相关的工作人员外，任何单位及个人不得随意更改、删除组态软件，软件系统应设有登录密码，以防止上述事故的发生。如需修改，必须经过主要负责人同意。 7 附表 DCS柜上电检查表 序号 检查项目 单位 标准值 检查结果 结论 附注 1 绝缘检查 AC220V MΩ ＞20 DC24V MΩ ＞5 DC48V MΩ ＞5 2 接地电阻 Ω ＜4 3 I/o 通道正确率 ％ 100 4 数据流量测试 5 卡件检查 6 模块维护测试 7 模拟量信号扫描时间 S 8 CRT响应时间 S 记录人: 日期: 13 cows4

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