浅谈分散控制系统故障预防及应急处理

摘要：DCS可能出现的故障分析及应对措施
　　
　　一、简介
　　
　　大唐甘谷发电厂的分散控制系统（DCS）采用GE新华控制工程有限公司的XDPS-400e，整个整个系统划分为#1机组DCS系统、#2机组DCS系统和公用DCS系统三大块。DCS系统覆盖常规的DAS、FSSS、MCS、SCS、BPC和ECS系统以及空冷系统ACC控制。
　　
　　二、预防措施
　　
　　针对DCS系统可能出现故障，从设计到管理，都做了相应的预防措施，
　　
　　1、所有的DPU，采用1：1冗余，若某个DPU发生故障，可以在100ms之内切换到备用的DPU。每台机组的5个操作员站及4个工程师是通用的（通过密码进行软切换）。当部分操作员站出现黑屏等故障时，可以采用其他正常的操作员站或者工程师站进行操作。
　　
　　2、在设计时就采用分散的原则，如A、B、C三台给水泵采用不同的DPU进行控制，可以在DPU发生故障时，有效地阻止事故的扩大化。
　　
　　3、DCS系统还配备了后备应急按钮,如MFT、汽包事故放水门、汽机跳闸、交流润滑油泵启动、、发变组断路器紧急跳闸、柴油发电机启动等,这些按钮独立于DCS系统之外，保证在DCS系统出现异常和紧急情况下停止或者启动相关设备。
　　
　　4、DCS主通讯网络采用100M光纤通讯，采用HIRSCHMANN交换机连接成一个实时环网，每个DPU与主干网络通过10M的工业以太网进行连接，网络负荷一般不超过5%。针对异常信号可能连续发送，造成网络负荷高的情况，对交换机采取流量限制，其中连接交换机的光纤的流量限制为15000PKT/S，每个DPU到实时通讯网络的流量限制为1500PKT/S
　　
　　5、操作员站上专门做了一幅系统故障报警画面，DCS系统中的任一个IO卡件、任一网络节点脱单网和脱双网都何以进行直观的报警，任一报警以工具栏的一个报警灯表示，当报警灯变红闪烁时，即DCS系统出现新的报警，通过用鼠标点击报警灯可以直接调出该报警画面。这样当DCS出现故障时，运行及热控人员可以方便快速的找到故障点。
　　
　　6、DCS采用两路不间断电源，一路来自UPS，一路来自保安段。两路电源独立设置，同时供电到DCS电源柜。
　　
　　7、操作互锁：在网关软件的设置中，有关于两台单元机组谁拥有对公用系统的操作权的设置，且这个设置对两台机而言是互斥的，即当一台机拥有对公用系统的操作权时，则另外一台机组就肯定没有对公用系统的操作权限，而只有监视的权限，但任何一台机组在任何时候，都可以通过本身画面上的专设按钮，来请求对公用系统的操作权限，这这种请求是抢占式的，即谁申请，权给谁，所以即使发生当时有操作权限的一台机组的DCS全部瘫痪而不能操作的情况，另一台机组也可以马上请求而获得对公用系统的操作权限[1]。
　　
　　同时，制定DCS管理制度，规范DCS系统软件和应用软件的管理，软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及责任人制度。在修改、更新、升级软件前，应对软件进行备份。未经测试确认的各种软件严禁下载到已运行的DCS系统中使用，并且建立了有针对性的DCS系统防病毒措施。
　　
　　每台机组设置2个备用机柜，将备用的卡件放在卡槽内带电，热态备用，当确定某块卡件发生故障时，可以立刻找到备用的卡件进行更换。
　　
　　每个月对2台机组的DCS做备份，一份交资料室，一份保存在工程师站内。一旦工程师站系统瘫痪，或者DPU发生故障，可以迅速恢复到zui近的备份中。
　　
　　三、制定DCS事故预想及故障预案
　　
　　如：1、部分操作员站显示器黑屏时，如果有其他的操作员站进行监视，若能继续监视机组正常运行，则由热控人员负责查找原因及处理;若不能正常的监视、安全的操作，则应停机停炉。当程控无法停机停炉时，经值长同意后，按下紧急事故按钮，以保护机组的安全。
　　
　　2、若BSCS的2个DPU同时烧毁，造成一侧送、引风机跳闸，则立即将热备用DPU换上，从工程师站对DPU进行下装，使DPU马上投入运行状态中去。
　　
　　3、如果发生通讯电缆中断，根据软光字牌的提示，查看相应的通讯电缆，迅速判断，准确处理。
　　
　　总结：
　　
　　大唐甘谷发电厂的DCS故障的预防，从设计到管理上都做了充分的措施，尽可能的将故障出现的可能性降低，将风险分散。对DCS可能发生的事故进行预想，并制定相应的处理预案，确保不会因为DCS故障引起机组的非停，不会影响设备的安全运行等。