DCS故障分析及技术措施

　　一、概述

　　镇海电厂#3-#6215MW机组从1998年开始进行自动化改造，选用国产的DCS系统，2007年起各台机组陆续进行升级改造，目前已完成三台机组的升级工作。镇海电厂DCS的网络结构由上到下分为监控网络、系统网络和控制网络三个层次，如图1所示。其中监控网络中的工程师站、操作员站。

　　高级计算站等和系统网络中的现场控制站。

　　通过系统服务器实现互连;控制网络由ProfiBus-DP构成，实现现场控制站与过程I/O单元的通讯。该系统可由多组服务器组成，由此可将系统划分为多个域。镇海电厂215MW机组的DCS均划分为两个域，即主机域和辅机域。每个域由独立的服务器、系统网络和多个现场控制站组成，域内的数据单独组态和管理，完成相对独立的采集和控制功能;两个域共享监控网络和工程师站，操作员站等则通过域名登录到不同的域进行操作。

　　镇海电厂DCS系统在升级改造前故障率相对较高，经过对历年来故障统计的分析，主要故障有主控制器故障、I/O模件故障、服务器故障、控制网络故障和其它因素等引起，以2006年度为例，#3-#6机组共发生DCS相关故障39起，其中主控制器故障13起，模件故障8起，占故障总数的53.8%，因此控制系统故障是热工系统故障的主要因素，其分类统计情况，如图2所示。

　　二、DCS故障现象及其分析

　　根据上述DCS系统所发生的主要故障发生类型，下面对镇海电厂近年来应用DCS过程中比较典型的软、硬件故障进行分析。

　　2.1主控制器故障

　　主控制器故障在镇海电厂DCS故障中占有较大比例，而且引起主控制器故障的原因也各不相同，部分故障在单纯复位或重新启动后能够恢复正常，部分故障则对机组运行产生了严重影响。

　　(l)异常控制器不能自动切换

　　2009年8月31日，现场检查时发现#5机#11 I/O站和#26 I/O站主控器故障，均为A主控故障灯闪亮，双机冗余通讯灯不亮，B主控备用。从工程师站上查看，主控制器显示A主控为主，B主控备用，状态显示正常;查阅DCS历史记录，无相关故障记录;相关I/O站内各参数采集、控制设备动作均正常。经分析，认为主控制器当前仍正常运行，但双机冗余的同步性存在问题，如果这时发生主控切换将会出现较大扰动。而在这之前异常控制器不能冗余切换故障已发生过多次，如#3炉DCS系统曾发生一次风压自动调节偏差大于36OPa时，运行人员手动干预操作送风机勺管调节执行机构无效，急忙至就地进行手操。热工通过工程师站，检查对应的#12 I/O站，发现A主控离线，B主控备用，在I/O站上查看A主控系统灯1和系统灯2均不亮，故障灯未亮，表明该主控已失去与系统网的数据交流，但主控未实现冗余切换。另#3炉#23 I/O站也曾发生过A主控故障离线，故障灯与双机冗余数据交换灯均不亮，主控制器未自动切换。这些故障案例表明，MACS系统主控制器冗余切换功能不完善，某种故障状态下该功能失效。