爱默生新版DCS控制系统OVATION模板.doc

爱默生新版DCS控制系统OVATION爱默生新版DCS控制系统OVATION-XP的可靠性分析和故障预防一、引言近年来,DCS在火电厂过程控制领域的应用水平得到了迅速提高,DCS从单一功能向多功能、一体化方向发展,当前我国主力发电设备300MW等级火电机组大部分都采用了先进的集散控制系统。河津发电厂二期工程2×300MW机组为国产引进型燃煤火电单元机组,安装两台哈尔滨汽轮机厂生产的300MW亚临界、一次再热、单轴、双缸(高中压缸合缸)双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。锅炉型式为哈尔滨锅炉有限责任公司生产的亚临界参数、切圆燃烧、自然循环汽包锅炉。DCS采用了爱默生过程控制公司的最新OVATION-XP版控制系统,极大地改善了机组运行环境,提高了热工自动化水平,便于热控设备的维护管理,特别是在硬件系统的开放性、接口的灵活性、模块化的设计、在流程画面的汉化、控制策略的修改、历史趋势的记录及事故分析方面优势非常明显。但是由于对DCS系统的了解不够以及DCS系统本身的特性,为了预防运行过程中或多或少出现影响机组安全与可靠性的故障,在这里笔者参照DCS系统通常的故障情况,针对OVATION-XP版系统进行可靠性分析和故障预防。二、可靠性分析及注意事项DCS系统的可靠性是指在规定的工作条件下和规定的时间内,系统成功地完成规定功能的能力,它是对一套控制系统的综合评价。DCS系统的可靠性与DCS本身的内在质量,也与使用环境条件和运行维护水平有关,而DCS系统故障是一种固有顽症,不论是进口系统还是国产系统都或多或少会出现,调试和维护的工作目的是要让这种现象发生的最少。引起故障的原因各种各样,我们要分析这些原因逐一采取预防措施,以下是引起DCS系统故障的原因的分析及其预防措施。(1)配置了冗余结构就当前运行的DCS系统来看,不论是通讯网络、服务器还是现场控制器DPU,都配置了冗余结构,"虽然加大了硬件设备成本和消耗费用,权衡其利害关系,不难得出冗余措施在维持机组安全、稳定方面起到了很大的作用,在发电企业中的广泛应用是毋庸置疑的。但是有一点,当主设备发生故障,热备份状态的冗余设备就必须顶上工作,可当前集团公司所辖发电厂部分机组DCS系统冗余设备的切换就不是很好,有的不能切换,有的自己来回乱切,河津电厂一期工程两台机组采用的日本三菱DIASYS-UP控制系统的DAS服务器也经常出现该情况。这个问题希望各厂家切实解决是非常重要的事情,它是降低DCS系统故障的关键。OVATION-XP系统在Ovation数据网络、以太网()网络、Ovation控制器、OvationI/O模块、系统供电电源、处理器电源分配模块、操作员工作站、网络服务器和集线器等方面使用了冗余组态方式,以求获得较高的系统可靠性。当发生下列情况,系统可启动"自动越过功能",无扰动越过故障,包括:①控制处理器故障;②网络控制器故障;③I/O接口故障;④控制处理器的电源被拉开;⑤控制处理器复位;⑥网络部分断线。就当前Ovation其它版本的应用情况来看,备用系统的切换平稳、可靠。Ovation系统的冗余故障预防方面仅需检修和运行人员熟悉系统各部件上的指示灯、声光报警、状态信息图,及时做出准确判断,并对故障部分进行处理和备用恢复。(2)通讯故障引起DCS系统故障的另一重要原因是通讯故障。首先,是通讯负荷过重。该现象较为隐蔽,机组运行操作不频繁时,通讯正常。而操作多时,引起通讯堵塞,通常为事故紧急处理时操作很多。例如:河津电厂一期的DCS覆盖面相对比要少,进行逻辑组态分配时,又严格控制各DPU站的负荷率,保证了数据通讯余量,该DCS系统运行死机故障相对就少。其次,是通讯电缆连接不牢靠也是引起通讯故障的原因,特别是通讯电缆插头处。而且往往一根电缆出问题容易造成另一根电缆也发生故障。在设备检修时有时触碰到了通讯电缆会使插头出接触不好;有时通讯电缆很长,如连接到操作员站的电缆特别容易,受到干扰。早期DCS系统多采用总线式结构的同轴电缆连接,而现多为双绞线连接,RJ-45接头特容易出现接触不良从安全通报的情况来看,集团公司内有的厂就出现过通讯电缆接触不好造成操作员站死机的情况。第三,抗干扰性。计算机控制系统是众多电子、机械部件组成的复杂系统,所处的环境又比较恶劣,因此对系统的干扰因素较多。如大功率电气设备、输电线路的电磁场、无线通讯、雷电等气象变化;自身元器件的热噪声、信号输入输出回路、电源回路干扰等。OVATION-XP系统在河津电厂的应用情况是,Ovation系统包括了当前DCS系统的所有功能:数据采集系统DAS、模拟量控制系统MCS、炉膛安全监控系统FSSS、数字电液控制系统DEH、汽机危急遮断系统ETS、顺序控制系统SCS、旁路控制系统BPS、电气控制系统ECS、空冷控制系统AIR,并且采用了取消基地式调