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DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措施
摘要：分散控制系统(DCS)的安装、调试工作，对于保证机组高质量完成168h试运、移交生产、争创精品工程具有十分重要的作用。通过对若干电厂的DCS在使用中经常出现的问题的分析，提出一些有针对性的改进措施。
从热控技术的发展趋势看，今后新建及改造的大机组都将采用分散控制系统(DCS)。DCS的安装、调试工作从厂用受电前开始到机组移交生产，贯穿机组调试工作的始终，对于保证机组高质量完成168h试运、移交生产、争创精品工程具有十分重要的作用。本文重点介绍有关DCS的安装、调试中经常出现的问题及改进措施。
一、DCS的安装要求 1.1 DCS对环境的要求
安装DCS设备时，安装环境对DCS的运行状况有很大的影响，因此要十分重视安装DCS设备的环境。安装DCS设备必须在其安装位置的室内装修、消防、空调等安装工作结束，环境清洁，温度、湿度适宜，必要时能投用空调的情况下才能开始，以避免因温度损伤和积尘脏污造成以后的设备运行隐患。计算机系统附近不应用较大的动力电器设备，不应在计算机室内使用较大功率的对讲机、手提电话等，即环境磁场强度应限制在计算机系统规范所允许的最小磁场强度以下。在华能福州电厂二期工程1号机组的试运过程中曾发生过因在电子设备间使用对讲机造成信号抖动的现象。 1.2 DCS对接地的要求
控制系统的接地是为了给整个系统提供一个统一的、公共的、以大地为零的基准电压参考点。当供电或设备出现故障时，通过有效地接地系统承受过载电流，并迅速传至大地。还可以为DCS设备提供屏蔽、消除干扰。因此，正确的接地是保证控制系统能够稳定、安全运行的关键之一。DCS对接地有非常严格的要求。经验表明，在调试、试运阶段，很多热控系统的故障是由于接地不当引起的。
在接地系统中，比较容易出现的问题有：(1)连接头未压焊或焊接不牢造成虚焊；(2)螺栓连接点因震动而引起松动；(3)连接点因腐蚀引起接触不良；(4)接地极电阻增大，接地极同电网断开；(5)地线布线不合理。 1.3 对电缆敷设的要求
在新疆红雁池第二发电有限责任公司一期工程1号机组的调试过程中，发现DCS端子柜公共端有电压被抬高现象，除去正常工作电压外仍有80～180V交流感应电压，致使部分设备无法正常操作，甚至正常运行的设备莫名其妙跳闸。经过仔细分析和检查，发现电动门开关状态线因与操作电源220V线公用1根电缆，造成开关状态线带上很高的感应电压。经与各单位协商后，将电动门开关状态线单放在1根电缆中，与操作电源分开，此问题才彻底解决。
实践证明，电磁干扰已成为影响仪表显示、自动投入和保护正确动作的重要因素。在抗电磁干扰的诸多方法中，行之有效的措施之一是严格按照强、弱电电缆分层排放的原则进行电缆安装敷设。另外，电缆的走向应尽量远离和避开热源，以免损坏电缆。 1.4 对接、改线的要求
DCS的接、改线工作是实现全厂设备自动化的重要环节。为保证接、改线工作的顺利进行必须注意以下事项：(1)DCS所有外部接、改线工作均由施工单位完成，内部接、改线工作由DCS厂家完成；(2)施工单位在接、改线前应通知调试单位拔出相关模件；(3)已经传动完的接线，施工单位在改动时必须征得调试单位的同意。 1.5 对电源系统的要求
一些小型组在此方面常常有所忽略，甚至部分控制系统只有1路电源。例如，新疆红雁池第二发电厂1号机组的FSSS只有1路电源，后在调试单位的强烈要求下，厂家才对电源系统做了改进。热控控制系统对电源系统的最基本要求是必须有2路电源，且2路电源之间可以正常切换。这样，才能保证控制系统的正常运行。
二、DCS调试中的主要问题 2.1 DCS的静态调试
2.1.1 在DCS调试过程中首先要做的是DCS的受电工作。如果受电工作做得不够仔细，可能造成模件、CPU，甚至主机的损坏。
受电前应主要注意的事项：(1)检查电源回路的绝缘；(2)系统的接地电阻是否满足要求；(3)各分路电源开关应在断开位置；(4)全部功能模件应在拔出位置；(5)必要时应对供电电源波形进行检查。
受电中应主要注意的事项：(1)受电顺序应从总电源开关，机柜电源开关，到模件和子模件逐级进行；(2)受电应逐机柜、逐系统进行，待一个机柜／系统受电测试完毕且恢复正常后，方可给下一机柜／系统受电；(3)受电过程中如遇问题发生，应立即停止受电工作，待分析查明原因，排除故障后再行恢复受电。
2.1.2 在调试过程中经常遇到烧损模件的情况。虽然烧损模件的原因很多，但最主要的还是由于接线错误或就地一些原因导致外回路强电窜入。为防止模件烧损，应注意以下事项：
(1)模件I／O通道测试前，先将模件的外部接线断开，松开模件的电源保险，再插入模件，送上电源保险。模件测试工作完成后，必须将模件推出。
(2)DCS与外接设备传动试验前，先检查端子柜与外回路的接线应正确无误，用万用表检查该设备对应模件所有背针的接地情况以及对地交、直流电压，不应有强电窜入。检查无问题后再插入模件进行试验，试验结束后将模件推出。如该模件上另一设备需要传动时重复上述工作。只有该模件上的所有设备均做过传动试验后方可将模件置于插入位置。
(3)对于未做传动或系统调试的模件，不应在插入位置。
(4)尽量不要带电插拔模件。
(5)加强安装与调试的协调工作，避免同一系统的交叉作业。 2.2 DCS的动态试运
2.2.1 计算机死机的问题
在国华准格尔发电有限责任公司1号机组和宁夏国电石嘴山发电有限责任公司1号机组调试过程中，均遇到SIEMENS TXP系统中的AP死机问题。其主要原因是：(1)在调试过程中做了大量修改，使得AP内积存了大量垃圾；(2)某些功能区分配不合理，计算机负荷过重等。因此，在机组动态试运中应尽可能对组态不进行任何修改，如确需修改，一定要报请试运指挥部批准后方可进行。修改组态要有记录并由DCS厂家完成。另外，由于TXP系统在运行过程中会自动生成一些垃圾文件，因此要求系统管理员对系统定时进行清理。 2.2.2 缺陷处理
在华能上安电厂1号机组的168h试运过程中，安装单位热控调试班1个人去就地处理送风机的1个温度测点，不慎将另外1个好的温度测点的线解除，导致机组跳闸。可见机组运行过程中缺陷的处理一定要非常慎重。缺陷处理前，应先填写缺陷处理单，同运行人员联系并经过批准后再进行处理。 2.2.3 信号隔离
在很多现场的调试过程中，发现凡是就地电动调节执行机构的电动调门在指令回路中均需加装隔离器。主要原因是由于DCS中指令的电源接地直接接至大地，而电动调门的地线不接地，导致电源不匹配使得调门不能正常动作。加装隔离器后DCS的电源浮空，与就地一致。常见的有送风机动叶、引风机静叶、一次风机导叶等，均需加装隔离器。 2.2.4 逻辑问题
(1)“汽包水位高、低”，“炉膛压力高、低”发MFT信号，最好加2～5s的延时。其目的主要是为了防止信号受到干扰，况且加短暂延时不会对机组产生危害。
(2)MFT逻辑中经常会有“2台火检冷却风机均跳闸”发MFT，而2台火检冷却风机之间也有联锁关系，最基本的一点就是1台火检冷却风机跳闸会联启另外1台风机。但1台风机跳闸在联启另外1台风机的过程中会瞬时出现2台风机都跳闸的状态，这时就有可能导致MFT的发生。因此需要在“2台火检冷却风机均跳闸”发MFT的信号中加延时，延时的长短以能保证2台风机正常联锁的最短时间为宜。类似的情况还有密封风机、空预器等自身跳闸后会影响其他设备运行安全的设备，这些设备的逻辑都要注意严谨。
(3)热控专业在试运值班期间的主要任务之一是设备跳闸后的问题查找及分析。为快速准确找到问题所在，建议重要辅机均做出“首出逻辑”，主要包括MFY逻辑、ETS逻辑、给水泵跳闸逻辑、磨煤机跳闸逻辑等跳闸条件较多的设备。这样，会给事故分析带来便利，利于机组快速启动。另外，问题查明后应尽快汇报给当值项目经理。 2.2.5 其他常见问题
(1)汽包水位的显示问题。在很多现场都会遇到在额定工况下汽包水位在DCS的显示与电接点的显示偏差较大，达50～100mm。经过压力、温度修正的DCS中显示应该是最准确的。而电接点未经过修正且电极有可能受污染可损坏等原因造成显示不准确。
(2)PLC与DCS之间、旁路系统与DCS之间、DEH与DCS之间的通讯常常会出现中断的现象。这在现场的调试过程中要加以注意。
(3)宁夏国电石嘴山发电有限责任公司1号机组调试过程中经常发生循环水泵PLC控制柜失电的情况。经过仔细查找发现是PLC输入信号的公共端为地线。一旦就地电缆或接点发生接地现象，保险熔断，造成整个PLC柜失电。后来将I／O柜输入回路电源的火、地线反接，避免了烧保险的现象。
(4)旁路系统保护投入问题。根据多个电厂旁路系统运行经验，由于管道及支吊架系统设计以及疏水、暖通管道设计或操作不当等原因，曾多次发生当旁路快开时管道强烈振动乃至损坏事故。故许多电厂旁路快开联锁处于切除状态。例如，石嘴山发电厂1号机组旁路系统在试运过程中，由于高旁快开导致锅炉汽包产生“虚假”高水位而引发MFT。
(5)火检问题。火焰检测器的好坏，是火焰保护能否投入的关键。目前使用的火焰检测器都存在一些问题，主要是火焰检测器“偷看”或“漏看”现象严重及随燃烧工况的变化火焰检测器输出信号不稳定，导致锅炉部分主保护无法正常投入。要解决此问题，在调试过程中就要对火焰检测器不断进行调整，以求达到最理想的效果。对油火焰检测器宁可“漏看”也不允许“偷看”，即提高油火焰检测器的稳定性适当降低灵敏度，以免造成燃油未着而喷入炉膛。对煤火焰检测器宁可“偷看”也不允许“漏看”，即适当提高煤火焰检测器的灵敏度，因为投粉时炉温一般已经较高，煤粉几乎都能燃着。另外，煤火焰检测器的“偷看”显示逻辑可以稍做修改：对应给煤机运行信号和煤火焰检测器探头检测到有火信号“与”后，才在CRT上显示该煤火焰检测器检测有火，否则显示无火。从控制逻辑上解决了显示方面的“偷看”现象，从某种程度上避免了运行人员的误判断。以上方法在宝鸡第二发电厂、华能福州电厂、徐州彭城电厂等都得到了较好的应用。
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