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文檔簡介
1/8韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組分散控制系統(tǒng)存在的問題及處理摘要韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組分散控制系統(tǒng)(DCS)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)保護(hù)信號(hào)誤發(fā)、多功能處理卡MFP故障、DCS與數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)接口邏輯不完善、摸擬量控制(MCS)柜失電等問題,分析了問題產(chǎn)生的原因并提出相應(yīng)的解決方法,目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,控制邏輯滿足安全生產(chǎn)的要求。最后,指出在設(shè)計(jì)、調(diào)試和生產(chǎn)過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng),以保證DCS安全穩(wěn)定地運(yùn)行。韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組是一臺(tái)300MW容量的機(jī)組,其分散控制系統(tǒng)(DCS)采用美國貝利(BAILEY)公司的INFI90控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由14個(gè)過程控制單元(PCU)、3臺(tái)操作員接口站(OIS)、5臺(tái)操作員控制站(OIC)、2臺(tái)工程師站以及一個(gè)打印機(jī)服務(wù)器組成,完成機(jī)組的模擬量控制(MCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控(FSSS)、順序控制(SCS)、數(shù)據(jù)采集(DAS)及汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制(DEH)等功能。機(jī)組投產(chǎn)后,系統(tǒng)運(yùn)行基本正常,但也存在一些問題,本文主要介紹該系統(tǒng)存在的比較大的問題,并提出了相應(yīng)的處理方法。1保護(hù)信號(hào)誤發(fā)的問題及其處理措施韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組保護(hù)信號(hào)均采用如下方式2/8保護(hù)信號(hào)正常邏輯非運(yùn)算保護(hù)條件成立。當(dāng)DI卡件檢測到的保護(hù)信號(hào)的值為邏輯0時(shí),系統(tǒng)即認(rèn)為該保護(hù)條件成立,相應(yīng)的保護(hù)就會(huì)動(dòng)作。采用這種方式的特點(diǎn)是一旦DI卡的熔斷器燒斷,即使保護(hù)信號(hào)正常,該保護(hù)信號(hào)也會(huì)發(fā)出,從而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作。而采樣端子板上的熔斷器的熔斷電流只有A,其檢測電壓為直流110V,只要檢測回路出現(xiàn)接地情況或信號(hào)線的絕緣不高,熔斷器就會(huì)熔斷,造成保護(hù)誤動(dòng)作。在機(jī)組運(yùn)行過程中,曾出現(xiàn)過A側(cè)空氣預(yù)熱器運(yùn)行狀態(tài)端子的熔斷器燒斷而誤發(fā)信號(hào),造成同側(cè)送、引風(fēng)機(jī)跳閘,最終因爐膛壓力波動(dòng)大發(fā)生主燃料跳閘(MFT)。對(duì)于這一問題,本文采用下述方法處理A)對(duì)于有兩個(gè)或兩個(gè)以上保護(hù)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)保護(hù)才動(dòng)作的測點(diǎn),將其分別接到不同的數(shù)字輸入(DI)卡件上,在DCS內(nèi)部將這些信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算或3選2運(yùn)算,其結(jié)果作為最終的保護(hù)信號(hào)。這樣即使其中的一個(gè)熔斷器燒斷,只要保護(hù)信號(hào)正常,相應(yīng)的保護(hù)就不會(huì)動(dòng)作。而采集到的每一個(gè)保護(hù)信號(hào)都送至顯示器(CRT)或光字牌上報(bào)警,一旦發(fā)生某個(gè)測點(diǎn)對(duì)應(yīng)的熔斷器燒斷的情況,該信號(hào)就會(huì)在CRT上或光字牌上報(bào)警,但保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。這樣有關(guān)人員就有時(shí)間對(duì)其進(jìn)行處理,從而有效地防止保護(hù)誤動(dòng)作。3/8B)對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的保護(hù)信號(hào),如引風(fēng)機(jī)全停引起MFT動(dòng)作,除采取上述措施外,還在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)反饋信號(hào)回路中串入其電流信號(hào),只有在接收到運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行信號(hào)已消失且其電流小于空載電流時(shí),才認(rèn)為該設(shè)備運(yùn)行信號(hào)已消失,即該設(shè)備已跳閘,這時(shí)相應(yīng)的聯(lián)鎖保護(hù)才動(dòng)作。為防止電流信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)聯(lián)鎖保護(hù)發(fā)生拒動(dòng),在電流信號(hào)回路中加入一質(zhì)量檢測模塊,當(dāng)檢測到運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的電流信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí),自動(dòng)切斷電流信號(hào),即此時(shí)電流信號(hào)不起作用。因電流信號(hào)都是由電流互感器產(chǎn)生的,一旦運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備停止運(yùn)行,即跳閘,其電流會(huì)立即為0,因此采用這種方法并不會(huì)影響保護(hù)正常動(dòng)作。其邏輯組態(tài)簡圖見圖1。2多功能處理卡(MFP)故障及處理韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后,DCS有部分冗余的多功能處理卡(MFP)會(huì)出現(xiàn)故障,卡件故障指示燈顯示,其出錯(cuò)的原因是主MFP與冗余MFP的組態(tài)不一致。將卡件初始化后插回卡槽,卡件工作正常,初步判斷故障原因是卡件與連接電纜接觸不良,在機(jī)組停機(jī)時(shí)將所有的MFP卡重新插一次,但過一段時(shí)間又會(huì)出現(xiàn)同樣的故障,因此故障原因并非是卡件接觸不良。在工程師站上查看MFP執(zhí)行功能塊(功能碼為80)的組態(tài)參數(shù)及卡件的執(zhí)行情況,發(fā)現(xiàn)MFP的執(zhí)行周期均定義為S,在一個(gè)周期內(nèi)主MFP處4/8理數(shù)據(jù)所占用的時(shí)間都在70以上,有時(shí)甚至超過90。而在一個(gè)周期內(nèi),主MFP除了處理數(shù)據(jù)外,還要將主MFP的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)備份到冗余的MFP上,保證兩者實(shí)時(shí)同步。若在一個(gè)周期內(nèi),主MFP處理數(shù)據(jù)所占用的時(shí)間太多,則在熱備份還沒有完成時(shí)又開始一個(gè)新周期,這時(shí)冗余的MFP就會(huì)發(fā)出故障信號(hào),提示主、冗M(jìn)FP組態(tài)不一致。將功能碼80的執(zhí)行周期改為S,主MFP處理數(shù)據(jù)占用的時(shí)間基本都在50以下,這就保證有足夠的時(shí)間進(jìn)行熱備份,冗余的MFP再也沒有出現(xiàn)與主MFP組態(tài)不一致的故障。3DCS與DEH接口問題及處理韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組DCS與DEH的接口通過IMCIS02卡實(shí)現(xiàn)在機(jī)組由DEH控制時(shí),DCS通過此卡讀取DEH輸出的負(fù)荷參考信號(hào),作為汽輪機(jī)主控站的跟蹤信號(hào),以保證DEH在投入遙控方式運(yùn)行時(shí)無擾動(dòng);而在遙控方式時(shí),則通過此卡將汽輪機(jī)指令送至DEH。在原設(shè)計(jì)邏輯中,只考慮了卡件信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)的情況,沒有考慮到信號(hào)正常但與實(shí)際值不符合的情況。在機(jī)組運(yùn)行過程中,曾出現(xiàn)過機(jī)組由DEH就地控制切至遙控方式時(shí),所有調(diào)門全部關(guān)閉,導(dǎo)致主汽壓力迅速升高而手動(dòng)MFT。事后查明,導(dǎo)致所有調(diào)門關(guān)閉的原因是DCS與DEH接口卡件IMCIS02故障,不管加多大信號(hào),其電流都是4MA,即采集得到的數(shù)值為0,但不是壞質(zhì)量,原邏輯無法識(shí)5/8別。而該信號(hào)即為汽輪機(jī)主控回路收到的負(fù)荷參考信號(hào),于是汽輪機(jī)主控M/A站的輸出也跟蹤此信號(hào)(0),此值作為負(fù)荷設(shè)定值送到DEH。當(dāng)DEH投入遙控方式運(yùn)行時(shí),DEH的輸出等于DCS送來的負(fù)荷設(shè)定值,由于此值為0,于是所有調(diào)門突然關(guān)閉。針對(duì)這種情況,對(duì)DCS和DEH的邏輯進(jìn)行了如下修改A在DEH的控制邏輯中增加以下兩條投入遙控方式的允許條件,只有當(dāng)這兩條件同時(shí)滿足時(shí)DEH才允許投入遙控方式DEH的負(fù)荷參考設(shè)定值與接收到DCS的負(fù)荷設(shè)定值的偏差不大于10;DEH接收到DCS的負(fù)荷設(shè)定值大于40。B在DCS的汽輪機(jī)主控M/A站邏輯上增加一邏輯運(yùn)算回路,計(jì)算出負(fù)荷參考值,此值根據(jù)當(dāng)前的主汽壓力值和汽輪機(jī)實(shí)際負(fù)荷值計(jì)算得到。當(dāng)DCS接收到DEH的負(fù)荷參考信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí),汽輪機(jī)主控M/A站的輸出不跟蹤此信號(hào),而是跟蹤計(jì)算得到的負(fù)荷參考值。C在DCS上增加以下邏輯控制回路當(dāng)DCS接收到DEH的DEH已投入遙控方式運(yùn)行信號(hào)后,立即向DEH發(fā)出一確認(rèn)信號(hào)。D在DEH上增加以下邏輯控制回路當(dāng)DEH剛投入遙控方式時(shí),調(diào)門控制權(quán)并不立即交由DCS,而是等接收6/8到DCS的確認(rèn)信號(hào)后,才將調(diào)門交給DCS控制。E在DEH上增加以下邏輯控制回路當(dāng)DEH投入遙控方式2S后,若仍未收到DCS的確認(rèn)信號(hào),則DEH自動(dòng)退出遙控方式。邏輯修改后,DEH與DCS的接口功能得到進(jìn)一步完善,即使接口卡有故障也不會(huì)影響機(jī)組的安全運(yùn)行。4MCS柜失電原因及處理韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組DCS在運(yùn)行過程中曾出現(xiàn)過MCS柜上所有MFP卡件和通信卡件(INNPM11和INNIS01)均沒有工作,造成系統(tǒng)失控,被迫手動(dòng)停機(jī)的情況。檢查表明,造成該柜上的MFP卡和通信卡無法正常工作的原因是電源問題,在電源監(jiān)視卡上測量電源輸出的5V電壓,只有V,而在每排卡件處測量,則只有V,而這些卡件正常工作的電壓范圍為V。造成系統(tǒng)電源輸出電壓下降的原因是該柜的MFP卡較多,共有6對(duì)(12塊),而其他柜最多只有3對(duì),再加上該柜全是模擬量控制信號(hào),其I/O卡件都要系統(tǒng)提供5V電壓,因而該柜的負(fù)載比其他機(jī)柜的負(fù)載要大很多,電源長期在滿負(fù)載情況下工作,再加上當(dāng)時(shí)機(jī)柜通風(fēng)不好(因通風(fēng)濾網(wǎng)堵塞,機(jī)柜無法正常通風(fēng)冷卻),柜內(nèi)溫度偏高,用手摸5V電源的總線可以感覺到該電纜發(fā)熱(其他機(jī)柜感覺不到),打開機(jī)柜冷卻約H后再測量5V電源的輸出電7/8壓,得到的值為V。據(jù)此可以判斷出造成該柜5V電源電壓降低的原因是電源長期在滿負(fù)載下工作,而機(jī)柜因通風(fēng)濾網(wǎng)堵塞得不到有效冷卻導(dǎo)致溫度升高而引起的。因電源箱上還有兩條空插槽,為防止再次出現(xiàn)這種情況,在該柜上增加了兩塊5V的電源卡,同時(shí)清洗濾網(wǎng),保證機(jī)柜正常通風(fēng)冷卻。目前,該柜雖然正常工作,但其負(fù)荷仍然偏大,最徹底的解決方法是增加一個(gè)模件柜,將負(fù)荷平均分配到兩個(gè)機(jī)柜。5結(jié)果和建議經(jīng)過一年多的跟蹤處理,韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)組DCS出現(xiàn)的問題都得到了有效的解決,目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,控制邏輯滿足安全生產(chǎn)的要求。目前,DCS的技術(shù)已經(jīng)很成熟,系統(tǒng)本身一般不會(huì)出現(xiàn)大的問題,但是要使一套系統(tǒng)能滿足電力安全生產(chǎn)的要求,必須在設(shè)計(jì)、調(diào)試和生產(chǎn)過程中注意以下幾點(diǎn)A在設(shè)計(jì)系統(tǒng)接口及控制邏輯時(shí),應(yīng)全面考慮各種可能出現(xiàn)的情況,對(duì)不同的情況采用不同的控制邏輯。B在分配機(jī)柜卡件時(shí),應(yīng)預(yù)先估算卡件的負(fù)荷,并將其與電源所能提供的負(fù)荷比較,在單路電源供電的情況下,卡件的總負(fù)荷不應(yīng)超過電源負(fù)荷的70。同時(shí)各機(jī)柜的負(fù)荷應(yīng)盡可能平均分配。C在設(shè)置系統(tǒng)的執(zhí)行周期時(shí),應(yīng)給系統(tǒng)一定的空余8/8時(shí)間,在滿足生產(chǎn)需要的前提下可以將系統(tǒng)的執(zhí)行周期設(shè)置大一點(diǎn)
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