分散控制系統(tǒng)在熱電廠自動控制上的應(yīng)用
[摘要] 分散控制系統(tǒng)(DCS) 是計算機技術(shù)和自動化技術(shù)相結(jié)合發(fā)展的結(jié)果。本文結(jié)合新滬熱電廠新建三爐兩機采用分散控制系統(tǒng)(DCS) 實現(xiàn)自動控制的工程實踐, 介紹DCS 系統(tǒng)特點和功能, 并根據(jù)DCS 系統(tǒng)的運行情況,結(jié)合實際維護進行簡單闡述。
[關(guān)鍵詞] DCS 系統(tǒng) 日常維護 熱工控制
一、硬件維護
1.過程通道。I /O 模塊故障的一般判斷與處理是通過系統(tǒng)診斷, 用更換模塊的方法處理。至于其內(nèi)部元件老化等內(nèi)部因素造成的模塊不正常, 一般熱控人員不好判斷。原則上I /O模塊的檢修應(yīng)由廠家處理,目前我廠的熱工檢修人員的技術(shù)水平還達不到這種水平, 不能象檢修常規(guī)儀表那樣得心應(yīng)手。并且現(xiàn)在的儀表廠家的技術(shù)保密也不容許客戶知道他們的核心技術(shù), I /O 模塊基本趨于一體化設(shè)計, 因此I /O 模塊的備件一定要充足。具了解這種I /O模塊的故障大多出現(xiàn)在調(diào)試和運行初期, 其原因有設(shè)備本身質(zhì)量不過關(guān), 也有維護人員素質(zhì)差等。一般經(jīng)過一個大修周期后會穩(wěn)定下來。
2.就地設(shè)備。就地設(shè)備故障的診斷與處理同常規(guī)的故障沒有區(qū)別, 只是一次元件或控制設(shè)備出現(xiàn)故障時不能被及時發(fā)現(xiàn), 這并不一定是運行人員不認真, 主要是因為畫面較多不能全部顯示。只有異常或報警后才能發(fā)現(xiàn)。這樣對檢修人員和運行人員的素質(zhì)要求就相應(yīng)提高, 因此運行人員要詳細介紹故障前后的狀態(tài)便于熱工人員快速、準確地處理缺陷。熱工人員應(yīng)了解熱力設(shè)備的原理, 結(jié)合運行人員提供的情況分析處理故障點。DCS 系統(tǒng)的模塊大多都支持熱插拔, 但這并不意味著可以隨便插拔, 在操作時必須做好安全防護措施。
3.操作員站死機。無論是哪種DCS 系統(tǒng), 操作員站死機都是會出現(xiàn)的, 其原因比較多也比較復(fù)雜。硬盤或卡件故障, 冷卻風扇工作異常等都可能引起操作員站死機。有時也會發(fā)生人為操作員站死機現(xiàn)象, 一般在修改控制邏輯、下裝軟件、重啟設(shè)備時, 最易發(fā)生操作故障, 輕則設(shè)備異常, 重則造成設(shè)備停運。因此熱控人員在工程師站、操作員站操作中要引起高度重視, 防止人為操作故障的發(fā)生。
4.鼠標及鍵盤操作不正常。多數(shù)操作都是由鼠標操作完成的, 鼠標的消耗是很大的, 因此備用鼠標必須是專門備用的, 不能隨便替換。當發(fā)現(xiàn)鼠標操作不正常時應(yīng)進行一次重新起動計算機, 如仍不正常, 要立刻停止操作該鼠標, 及時通知維護人員檢修, 以防止出現(xiàn)誤操作。鍵盤操作不正常大多是數(shù)據(jù)線出現(xiàn)問題, 可相應(yīng)處理。
5.電源。現(xiàn)在的DCS 系統(tǒng)電源故障不多, 但在運行初期較多, 比如保險配置不合理等。在運行中也可能出現(xiàn)備用電源不能自動投入, 電源插座接觸不良等現(xiàn)象。因此不能保證插座非常可靠的情況下, 最好采用端子排。長期運行后有可能會出現(xiàn)空氣開關(guān)整定值變化, 因此應(yīng)定期校驗空氣開關(guān)。
三爐兩機的DCS 系統(tǒng), 其操作員站, 電源配電柜通過專用的電源冗余切換裝置供電; 對于服務(wù)器, 由于它在系統(tǒng)運行中的重要地位, 所以互為冗余運行的兩臺服務(wù)器分別由UPS 和廠用電供電;對I /O控制站, 是將UPS 電源和廠用電分別送給互為冗余的兩個電源模塊, 經(jīng)過冗余電源輸出的24VDC/48VDC供給主控單元或I /O模塊使用。實際應(yīng)用中, 如果現(xiàn)場系統(tǒng)沒有配備電源柜或不能提供雙路電源, 為了保證DCS 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行, 應(yīng)至少提供一路UPS 電源。另外,DCS系統(tǒng)電源應(yīng)當單獨由供電電源段引來, 不應(yīng)再為其它高負載設(shè)備供電, 尤其不能為大的感性負載供電。
6.干擾問題。對于干擾主要是接地問題, 備用電源的切換和大功率的無線電設(shè)備如手機, 對講機等, 還有來自DCS 系統(tǒng)自身的干擾信號。對于DCS 系統(tǒng)的接地,DCS 系統(tǒng)廠家要求非常嚴格, 也相應(yīng)的引起了重視。DCS 系統(tǒng)接地是為了保證當進入DCS 系統(tǒng)的信號、供電電源或DCS系統(tǒng)設(shè)備本身出現(xiàn)問題時, 有效的接地系統(tǒng)能承受過載電流并可以迅速將過載電流導(dǎo)入大地。還能夠為I /O信號提供屏蔽, 消除電子噪聲干擾, 防止設(shè)備外殼帶電或靜電積累, 以免對人的觸電傷害和設(shè)備的損壞。據(jù)了解,DCS 系統(tǒng)的“死機”, 大多是因為系統(tǒng)接地不良存在問題所引起的。因此完善、可靠、正確的接地, 是DCS 系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。
7.人為因素。人為因素引起的保護誤動大多是由于熱工人員走錯間隔、看錯端子排接線、錯強制或漏強制信號、萬用表使用不當?shù)日`操作等引起。
二、維護管理
DCS 的維護管理包括系統(tǒng)的巡檢, 保護的投退, 軟、硬件的監(jiān)督管理。
1.應(yīng)用軟件應(yīng)及時備份, 極小的改動可做記錄; 如修改數(shù)據(jù)庫除應(yīng)同時保存在工程師站, 還要有其他備份盤。
2.軟件檢查與功能試驗, 要試驗全部軟件的功能并檢查各級權(quán)限。規(guī)范DCS 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的管理, 軟件的修改、更新、升級必須履行審批授權(quán)及責任人制度。在修改、更新、升級軟件前,應(yīng)對軟件進行備份。未經(jīng)測試確認的各種軟件嚴禁下載到已運行的DCS 系統(tǒng)中使用, 必須建立有針對性的DCS 系統(tǒng)防病毒措施。
3.熱工保護的投退應(yīng)嚴格執(zhí)行工作票制度。檢修某一運行設(shè)備時, 要采取正確隔離措施, 以防發(fā)生相關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖反應(yīng)。這就要求熱工人員了解DCS 的控制邏輯。
4.當部分操作員站出現(xiàn)故障時, 由可用操作員站繼續(xù)承擔機組監(jiān)控任務(wù)( 此時應(yīng)停止重大操作),同時迅速排除故障, 若故障無法排除,則應(yīng)根據(jù)當時運行狀況酌情處理。當全部操作員站出現(xiàn)故障時,應(yīng)立即停爐。
5.調(diào)節(jié)回路控制器或相應(yīng)電源故障時, 應(yīng)將自動切至手動維持運行, 同時迅速處理系統(tǒng)故障,并根據(jù)處理情況采取相應(yīng)措施。加強對DCS 系統(tǒng)的監(jiān)視檢查, 特別是發(fā)現(xiàn)CPU、網(wǎng)絡(luò)、電源等故障時, 應(yīng)及時通知運行人員并迅速做好相應(yīng)對策。
6.溫度、濕度、灰塵及振動對熱控電子設(shè)備有很大影響, 所以控制電子間的環(huán)境條件, 可以延長熱控設(shè)備的使用壽命, 提高系統(tǒng)工作的可靠性。就地設(shè)備工作環(huán)境普遍十分惡劣, 提高和改善就地設(shè)備的工作環(huán)境條件, 對提高整個系統(tǒng)的可靠性有著十分重要的作用。做好設(shè)備檢修管理, 及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患, 使設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護和試驗。停機時, 對保護系統(tǒng)檢修徹底檢修、檢查, 并進行嚴格的保護試驗。盡量采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件。隨著熱控自動化程度的提高, 對熱控元件的可靠性要求也越來越高, 所以,采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件對提高DCS 系統(tǒng)整體的可靠性有著十分重要的作用, 根據(jù)熱控自動化的要求, 熱控設(shè)備的投資也在不斷地增加, 切不可為了節(jié)省投資而“因小失大”。在合理投資的情況下, 一定要選用品質(zhì)、運行業(yè)績較好的就地熱控設(shè)備。以提高DCS 系統(tǒng)的整體可靠性和保護系統(tǒng)的可靠性、安全性。
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