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PR6424/000-000

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DCS系统故障防范及维护措施

  通过以上诸多故障实例,我们不难看出,降低DCS系统的故障几率,必须做好分散控制系统从选型设计到运行、维护的全方位工作。
  3.1 DCS的选型设计调试
  3.1.1无论新建机组还是升级改造的DCS,系统和控制器的配置要重点考虑可靠性和负荷率(包括冗余度)指标。通讯总线负荷率设计必须控制在合理的范围内,控制器的负荷率要尽可能均衡,要避免因涉及规模大而资金不足所带来的、影响系统安全运行的“高负荷”问题的发生。
  3.1.2系统控制逻辑的分配,不宜过分集中在某个控制器上,主要控制器应采用冗余配置。
  3.1.3电源设计必须合理可靠。一是要强调电源设计的负荷率;二是要强调电源的冗余配置方式,同时一定要保证两路电源的独立性。
  3.1.4要注重DCS系统接口的可靠性措施。强调重要接口的冗余度和接口方式的选择,主要是注意可靠性和实时性。
  3.1.5对于DCS系统接地一定按厂家要求执行,避免接地问题造成系统大面积故障。应注重考虑系统的抗干扰措施、自诊断和自恢复能力,I/O通道应强调隔离措施。电缆的质量与屏蔽问题也必须高度重视,重要信号及控制应使用计算机专用屏蔽电缆。
  3.1.6要充分考虑主辅设备的可控性,要根据设备的运行特点和各种工况下机组处理紧急故障的要求,配置操作员站和后备手操装置。紧急停机停炉按钮配置,应采用与DCS分开的单独操作回路。同时,不能盲目地追求人机界面的“简洁化”,系统配置还应以满足安全生产为第一位。特殊有关安全的紧急干预性操作不能完全建立在DCS完好的基础上。
  3.1.7对涉及机组安全的执行机构、阀门等外围设备,在设计与配置时,要保证这些关键设备在失电、失气、失信号或DCS系统失灵的情况下,能够向安全方向动作或保持原位。
  3.1.8对于保护系统,应采用多重化信号摄取法,并合理使用闭锁条件,使信号回路具有逻辑判断能力。
  3.1.9在调试期间按照调试大纲和具体办法,对所有逻辑、回路、工况进行测试。
  3.2 DCS运行、启停维护
  3.2.1做好维护准备工作
  做好DCS系统的维护工作,主要包括:
  (1)维护人员应了解系统总体设计思路。熟悉DCS系统结构和功能构成,了解系统设备硬件知识,熟知各部件如控制器、IO卡件、电源等正常状态和异常状态,熟练掌握DCS组态软件。
  (2)系统的备份:包括操作系统、驱动程序、引导启动盘、控制系统软件、授权盘、控制组态数据库,并控制组态数据是最新的和完整的。针对实际使用中的光盘容易磨损的缺点,注意多做备份,并采用移动硬盘、U盘、硬盘等备份形式确保各软件的保存。
  (3)硬件储备: 对易损、使用周期短的部件和关键部件如键盘鼠标、I/ O 模块、电源、通讯卡等都应根据实际情况作适量的备份,保证各类型卡件、模块备品不少于1个,并按照制造厂要求存放,如有条件应对备品进行校验,切实掌握备品卡件模块状态。
  (4)整理各类产品的售后服务范围、时间表,形成一份硬件生产厂家、系统设计单位技术支持人员通信录,充分利用DCS供货商和系统设计单位技术支持。
  3.2.2 日常维护
  系统的日常维护是DCS系统稳定高效运行的基础,主要的维护工作有以下几点:
  (1)根据25项反措要求、DL/T774检修维护规程等制度文件规定,完善DCS系统管理制度。
  (2)保证电子设备间的良好封闭,防止小动物窜入,减小粉尘对元件运行及散热产生的不良影响,保证温度、湿度符合制造厂规定,避免由于温度、湿度急剧变化导致在系统设备上的凝露。可考虑将DCS电子间的环境温度信号引入CRT中,并有报警。
  (3)每天检查系统各机柜风扇是否工作正常,风道有无阻塞,以确保系统各设备能长期可靠地运行。
  (4)保证系统供电电源质量且为两路电源可靠供电,当任一电源失去即报警。
  (5)电子设备间禁止使用无线通讯工具,避免电磁场对系统的干扰,避免移动运行中的操作站、显示器等,避免拉动或碰伤设备连接电缆和通讯电缆等。
  (6)规范DCS系统软件和应用软件管理,软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及负责人制度。严禁使用非正版软件和安装与系统无关软件,做好主机USB端口、光驱等的封闭管理工作。
  (7)做好各控制回路的PID参数、调节器正反作用等系统数据记录工作。
  (8)检查控制主机、显示器、鼠标、键盘等硬件是否完好,实时监控工作是否正常。查看故障诊断画面,是否有故障提示。
  (9)DCS设备包括DPU、人机接口站等上电应按照一定次序逐一进行,每台设备上电观察正常后再进行下一设备上电,避免出现异常难于分析。上电后,通信接头不能与机柜等导电体相碰,互为冗余的通信线、通信接头不能碰在一起,以免烧坏通信网卡。
  (10)定期对DCS主系统及与主系统连接的所有相关系统的通信负荷率进行在线测试。检查冗余主从设备状态,条件许可或定期进行主从设备切换,对设备自行切换的原因进行检查分析。
  (11) 增加组态易读性:对重要组态页增加了中文描述;对重要保护系统编写与组态一致的详细逻辑说明书;编制试验操作卡并保证随时更新。规范DCS组态作业,机组运行中尽量不做重大组态修改。必须进行组态时应慎重,充分做好相应的技术措施和安全措施,确保DCS和机组的安全稳定运行。
  (12)定期逐台重新启动所有人机接口站一次(建议2、3个月左右),以消除计算机长期运行的累计误差。
  3.2.3 停运维护
  机组检修期间应对DCS 系统应进行彻底的维护,主要包括:
  (1)利用机组检修时间逐个复位DCS系统的DPU、CPU和操作员站及数据站;删除组态中的无效I/O点,对组态进行优化。
  (2)系统冗余测试: 对冗余电源、服务器、控制器、通讯网络进行冗余测试。注意观察系统停运过程中各设备停电时,主从设备切换、网络、人机接口站是否正常;系统检修重新上电后对各设备进行切换测试。
  (3)系统灰尘清除:系统停运的情况下,整个系统进行吹灰,包括计算机内部、控制站机笼、电源箱、风扇、机柜滤网等部件的灰尘清理。
  (4)系统供电线路检修,对UPS进行供电能力测试和实施放电操作。同时注意检查DPU主机卡CMOS电池电量,进行定期更换,防止因电池而引起的CMOS数据丢失。
  (5)接地系统检修。包括端子检查、对地电阻测试。
  (6)现场设备检修,根据检修维护规程,参照有关设备说明书进行。
  (7)检查DCS系统和其他系统的接口,重要信号冗余处理,与其他系统的通信视其具体情况,采取单向传输和加装防火墙措施。
  (8)系统上电:系统大修后维护负责人确认条件具备,方可上电。并应严格遵照上电步骤进行。
  3.2.4 故障检修维护
  系统在发生故障后应进行被动性维护,主要包括以下工作:
  (1)在日常工作中应认真按照25项反措要求,充分做好包括DPU(CPU)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。
  (2)处理DCS故障按照制造厂应用手册中的要求开展工作,更换前确认卡件模块型号、地址(应确保与其他设备地址不冲突)、跳线等与被更换卡件一致并严格执行在线更换程序。
  (3)故障被动维护同样应严格执行工作票制度,避免抢修冒进,应结合具体故障表现进行详细分析。根据DCS系统自诊断报警、故障现象判断,找到故障点,通过报警的消除来验证维修结果。如:通信接头接触不良会引起通信故障,确认通信接头接触不良后,利用工具重做接头;通信线破损应及时更换。 某个卡件故障灯闪烁或者卡件上全部数据都为零,可能的原因是组态信息有错、卡件处于备用状态而冗余端子连接线未接、卡件本身故障、该槽位没有组态信息等。 当某一生产状态异常或报警时,可以先找到反映此状态的仪表,然后顺着信号向上传递的方向,用仪器逐一检查信号的正误,直到查出故障所在。
  (4)现场设备故障检修必须开具工作票,做好DCS强制和隔离措施。阀门维修时,应起用旁路阀。检修结束后及时通知集控运行人员进行检验,操作人员应将自控回路切为手动。
  (5)当出现较大规模的硬件故障、原因不明故障或超出本厂维护人员技术水平的故障时,除当时采取紧急备件更换工作外,要及时和厂家取得联系,由厂家专业技术支持工程师进一步确认和排除故障。
  

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