关键词:分散控制系统;服务器;网络;模件韶关电厂10号300MW机组为燃煤中间再热凝汽式机组,锅炉为DG1025/18.2-Ⅱ10型燃煤炉(由东方锅炉厂引进美国F&W公司技术生产制造),燃烧器设在炉膛前后拱上呈”W”型布置,尾部双烟通道结构,采用挡板调节再热汽温。汽机为一次中间再热、单轴双缸、两排汽、高中压合缸、低压缸双流凝汽式,由东方汽轮机厂生产,型号为N300-16-7/537/537-4。发电机由东方电机厂生产,型号为QFSN-300-2-20,采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷,铁心及其它结构均为氢表面冷却方式。给水系统配置3台50最大连续功率(MCR)的电动给水泵,2台运行1台备用。
该机组采用一机一控的机炉电集中控制方式,Infi90分散控制系统(DCS)由美国BAILEY公司提供,该系统在机组调试期间,运行基本稳定,但也出现较多问题,影响了机组的正常运行,为此,对出现的问题进行分析和探讨,并采取相应的处理方法和改正措施,修改后的系统运行稳定。1韶关电厂10号机组的分散控制系统
1.1分散控制系统(DCS)的组成和功能
韶关电厂10号机组DCS主要实现数据采集(DAS),模拟量控制系统(MCS),顺序控制系统(SCS),炉膛安全监控系统(FSSS)功能。DAS主要功能为:数据采集和处理、显示器(CRT)、打印记录、历史数据存储与检索、性能计算;MCS主要功能为:协调控制系统(CCS)、燃料量控制、磨煤机风量及出口温度控制、送风机调节、炉膛负压调节、一次风压调节、辅助风门控制、给水调节、空气预热器冷端温度控制、汽机辅助系统控制等;SCS主要功能为:机炉辅机或阀门的起停或开关操作、辅机的顺序控制;FSSS的主要功能为:炉膛火焰检测、主燃料跳闸(MFT)控制、炉膛吹扫、点火及停炉顺序控制、制粉系统及燃烧器的切投顺序控制、锅炉快速甩负荷(RB)或快速减负荷(FCB)时相应切除部分燃烧器的逻辑控制。
1.2分散控制系统(DCS)过程站的配置
DCS过程站的配置:DAS配5个机柜,SCS配12个机柜,MCS配3个机柜,FSSS配10个机柜,火焰检测DBS配1个机柜。DCS系统网络由CNET控制网络和以太管理网构成,C-NET上接的节点有过程控制系统(PCU)、工程师站(EWS)、事件顺序记录(SOE)、ConductorVMS操作员工作站和MIS(信息管理系统)预留的ICI03接口。以太管理网由ConductorVMS操作员工作站支持,挂接有打印机、CRT、大屏幕显示器、EWS。CNET与以太管理网之间的信息交换通过ConductorVMS完成。
2INFI90分散控制系统的主要缺陷、故障及原因分析
2.1操作员控制站(OIS)画面设计不合理
OIS操作员站画面存在较多不合理之处,操作站监控画面共计502幅,画面的过度模块化设计,使画面过于分散,在操作时画面切换次数过多,而部分重要参数未入画面,计量单位显示又不统一等,不利于运行人员快速准确监视操作,尤其在事故处理等紧急状态下,问题尤显突出。
2.2ConductorVMS操作员工作站服务器死机
DCS系统包括2台ConductorVMS操作员工作站服务器,机组调试期间,多次出现单台甚至2台同时死机现象,无法完成机组监控。从检查情况来分析,故障出现的原因主要有两点:
a)服务器从以太管理网上脱扣,即网络连接存在故障。服务器上的操作画面无法通过以太管理网传递到操作员站上,操作员站的操作指令也无法通过以太管理网传递到服务器,出现双向通信中断。
b)服务器主机出现故障。引起故障的主要原因为软硬件出错、系统组态错误设置等造成。
2.3以太管理网网络故障
韶关发电厂10号机组DCS系统以太管理网络见图1。
由图1可知,只要以太管理网中任何一个接口接触不良,就会导致以太管理网络通信故障,致使操作员控制站(OIS)站终端不能实现监视和操作。
2.4模件故障
韶关电厂10号机组Infi90分散控制系统的PCU(过程控制单元)所用的模件主要有:多功能处理器模件(IMMFP12和IMMFP03)、控制I/O模件(IMCIS02)、数字输出模件(IMDSO014)、脉冲输入模件(IMDSM04)、数字输入模件(IMDSI15)、隔离型输入模件(IMASI13)、模拟输出模件(IMASO11)、模拟输入模件(IMFEC12)、顺序时间模件(IMSET01)、顺序事件数字输入模件(IMSED01)、通信模件(INNPM11及INNIS01)、电源模件(IPSYS01/IPFLD)及电源监视模件(IPMON01)。为提高控制系统可靠性,INFI90分散控制系统中有采用较多的措施来提高模件可靠性,如MFP12采用一对冗余技术,其冗余链具有完全的DMA能力,当主MFP模件处于执行方式时,后备MFP模件则处于热备用方式,并通过冗余链不断接收主MFP所有功能块的拷贝输出,一旦由于某种原因主MFP离线,后备MFP就可以立即无扰切换代替主MFP运行。
从现场调试情况看,INFI90分散控制系统中模件运行出现不稳定现象,出现过一对MFP模块均同时故障的现象,造成该MFP所控制的调节系统失灵。模件故障的主要原因有:系统调试初期,环境复杂,现场温度偏高、粉尘较大;软件组态有时警告等。
3处理方法和改进措施
3.1对画面进行修改
针对操作员控制站画面存在不合理情况,根据运行管理编制、运行操作习惯及机组运行特点,从稳定、安全、经济运行的角度出发,对画面进行修改,修改内容主要有:
a)将凝汽器(包含水位控制)、2台凝结水泵、4台低压加热器、除氧器(包含水位控制)、凝结器补水箱、2台补水泵、1台锅炉上水泵设备放到“凝结水系统”一个画面上;
b)2台循环水泵,凝结水进出水门,2台氢冷升压泵的启动、停止操作,2台工业水泵的启动、停止操作均放到“循环水系统”一个画面上;
c)“汽机系统”画面补充高压、低压旁路系统;
d)高、中、低压缸抽汽及加热器疏水系统补充各段抽汽控制及疏水控制、除氧器压力控制功能;
e)1号、2号汽机疏水回收系统合并成一个“汽机疏水系统画面”;
f)“SECONDARYAIRSYS1、2”“FLUEGASSYS1、2”“PRIMARYAIRSYS”合并成“锅炉风烟系统”画面,并增加再热器汽温、过热器汽温显示等。
3.2对服务器死机现象的处理
若发生服务器死机及模件故障现象,可采取如下处理:
a)对EWS自诊断系统及现场机柜进行检查,确定并更换故障模件或出现不稳定的服务器模件;
b)根据需要重装服务器软件;
c)出现死机现象时,仔细分析报警记录,尽量找出死机原因,找不出原因时,在EWS上用TELNET进入服务器,在OISENGR模式下用“OISSHUTDOWN”命令关闭服务器,再用“OISSTARTUP”命令重新启动服务器,或用“OISRESET”命令复位服务器,若都不能将系统恢复,则采取拉电等硬复位措施;
d)当无法用TELNET连接服务器时,应考虑检查服务器的以太管理网连接,确保网络硬件接口连接良好;
e)加强对工程师站的管理,避免系统的误组态,同时加强OIS系统组态的备份,以便需要时,可以迅速恢复系统。
3.3改造以太管理网网络的连接方式
改造以太管理网网络连接方式,增强网络安全。改造后的以太管理网的连接方式见图2。改造后以太管理网的安全性能及可靠性能得到很大提高,某根网络连接线接触不良或折断只能影响该网络连接的设备,而不会影响整个网络。3.4对模件故障现象的改进
针对模件故障,采取以下措施:
a)充分利用Infi-90系统的在线诊断功能,加强维护,完善报警系统管理及运行,对不同报警内容进行分级管理,及时更换故障模件,使系统运行安全;
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