淺談分散控制系統故障預防及應急處理

摘要：DCS可能出現的故障分析及應對措施
　　
　　一、簡介
　　
　　大唐甘谷發電廠的分散控制系統（DCS）采用GE新華控制工程有限公司的XDPS-400e，整個整個系統劃分為#1機組DCS系統、#2機組DCS系統和公用DCS系統三大塊。DCS系統覆蓋常規的DAS、FSSS、MCS、SCS、BPC和ECS系統以及空冷系統ACC控制。
　　
　　二、預防措施
　　
　　針對DCS系統可能出現故障，從設計到管理，都做了相應的預防措施，
　　
　　1、所有的DPU，采用1：1冗余，若某個DPU發生故障，可以在100ms之內切換到備用的DPU。每臺機組的5個操作員站及4個工程師是通用的（通過密碼進行軟切換）。當部分操作員站出現黑屏等故障時，可以采用其他正常的操作員站或者工程師站進行操作。
　　
　　2、在設計時就采用分散的原則，如A、B、C三臺給水泵采用不同的DPU進行控制，可以在DPU發生故障時，有效地阻止事故的擴大化。
　　
　　3、DCS系統還配備了后備應急按鈕,如MFT、汽包事故放水門、汽機跳閘、交流潤滑油泵啟動、、發變組斷路器緊急跳閘、柴油發電機啟動等,這些按鈕獨立于DCS系統之外，保證在DCS系統出現異常和緊急情況下停止或者啟動相關設備。
　　
　　4、DCS主通訊網絡采用100M光纖通訊，采用HIRSCHMANN交換機連接成一個實時環網，每個DPU與主干網絡通過10M的工業以太網進行連接，網絡負荷一般不超過5%。針對異常信號可能連續發送，造成網絡負荷高的情況，對交換機采取流量限制，其中連接交換機的光纖的流量限制為15000PKT/S，每個DPU到實時通訊網絡的流量限制為1500PKT/S
　　
　　5、操作員站上專門做了一幅系統故障報警畫面，DCS系統中的任一個IO卡件、任一網絡節點脫單網和脫雙網都何以進行直觀的報警，任一報警以工具欄的一個報警燈表示，當報警燈變紅閃爍時，即DCS系統出現新的報警，通過用鼠標點擊報警燈可以直接調出該報警畫面。這樣當DCS出現故障時，運行及熱控人員可以方便快速的找到故障點。
　　
　　6、DCS采用兩路不間斷電源，一路來自UPS，一路來自保安段。兩路電源獨立設置，同時供電到DCS電源柜。
　　
　　7、操作互鎖：在網關軟件的設置中，有關于兩臺單元機組誰擁有對公用系統的操作權的設置，且這個設置對兩臺機而言是互斥的，即當一臺機擁有對公用系統的操作權時，則另外一臺機組就肯定沒有對公用系統的操作權限，而只有監視的權限，但任何一臺機組在任何時候，都可以通過本身畫面上的專設按鈕，來請求對公用系統的操作權限，這這種請求是搶占式的，即誰申請，權給誰，所以即使發生當時有操作權限的一臺機組的DCS全部癱瘓而不能操作的情況，另一臺機組也可以馬上請求而獲得對公用系統的操作權限[1]。
　　
　　同時，制定DCS管理制度，規范DCS系統軟件和應用軟件的管理，軟件的修改、更新、升級必須履行審批授權及責任人制度。在修改、更新、升級軟件前，應對軟件進行備份。未經測試確認的各種軟件嚴禁下載到已運行的DCS系統中使用，并且建立了有針對性的DCS系統防病毒措施。
　　
　　每臺機組設置2個備用機柜，將備用的卡件放在卡槽內帶電，熱態備用，當確定某塊卡件發生故障時，可以立刻找到備用的卡件進行更換。
　　
　　每個月對2臺機組的DCS做備份，一份交資料室，一份保存在工程師站內。一旦工程師站系統癱瘓，或者DPU發生故障，可以迅速恢復到zui近的備份中。
　　
　　三、制定DCS事故預想及故障預案
　　
　　如：1、部分操作員站顯示器黑屏時，如果有其他的操作員站進行監視，若能繼續監視機組正常運行，則由熱控人員負責查找原因及處理;若不能正常的監視、安全的操作，則應停機停爐。當程控無法停機停爐時，經值長同意后，按下緊急事故按鈕，以保護機組的安全。
　　
　　2、若BSCS的2個DPU同時燒毀，造成一側送、引風機跳閘，則立即將熱備用DPU換上，從工程師站對DPU進行下裝，使DPU馬上投入運行狀態中去。
　　
　　3、如果發生通訊電纜中斷，根據軟光字牌的提示，查看相應的通訊電纜，迅速判斷，準確處理。
　　
　　總結：
　　
　　大唐甘谷發電廠的DCS故障的預防，從設計到管理上都做了充分的措施，盡可能的將故障出現的可能性降低，將風險分散。對DCS可能發生的事故進行預想，并制定相應的處理預案，確保不會因為DCS故障引起機組的非停，不會影響設備的安全運行等。