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1、 某电厂分散控制系统故障分析及对策某电厂分散控制系统故障分析及对策 1， 事件经过：事件经过： 1) 2007 年 11 月 28 日2 机组 DCS 系统控制器 CP2001 发生 CP 下线无法恢复导致 通讯堵塞的现象，上位机无法操作，热工人员对 AW2001 和 WP2001-WP2004 进行 重新启动后，仍不能解决，紧急与网调申请，保持 580MW 负荷稳定不变，并立 即通知 FOXBORO 公司派专门服务工程师到现场，晚上 10 点左右，复位主 CP 后， 通讯正常，但副 CP 不能上线，现在保持单 CP 运行。 2) 2007 年 12 月 17 日， 巡检发现#1 机组分散控制
2、系统控制器 CP1011 单控制器 （左 侧）自行下线，复位及更换控制器，均不能再次上线，现为单 CP 运行。 3) 2007 年 12 月 18 日， 巡检发现#1 机组分散控制系统控制器 CP1006 单控制器 （左 侧）自行下线，复位及更换控制器，均不能再次上线，现为单 CP 运行。 4) 1 机组 DCS 系统控制器 CP1001 于 2007 年 12 月 25 日 17：35 左右，发生 CP 下线无法恢复，经过热工人员手动复位后无法上线，更换 CP 后仍然不能正常上 线，现在为单 CP 运行。 2， CP 离线初步原因分析：离线初步原因分析： 经分析我们认为乌沙山导致单 CP 离
3、线且导致通讯堵塞的主要原因为： 1) 过高的 NODEBUS 通讯负荷，NODEBUS 上约每秒 1000 多个数据包，高的已经达到 1700 个每秒，而 FOXBORO 建议不超过 700 个每秒。 2) 在参数发生变化或者系统出现异常时，通讯的负荷会比目前的水平再高出很多。 3) 多数 CP 目前控制负荷太高，空闲时间太少，CP 需要足够的空闲时间来处理 CHECKPOINT 或者其它逻辑更改时的内部程序以及逻辑的更改工作， 如果 CP 负荷 过高的话，这些过程可能会出现问题。 4) 所有的应用程序都运行在 AW1001 上，通讯负荷很高，相对来说 AW1002 要轻的 多， 通讯管理测试
4、软件 NFD 应运行在 AW1002 上， 发现 NFD 会间歇性的运行在 LAN 上，历时库中数据太多，甚至包含一些报警状态信号，加重了 AW1001 的通讯负 荷。 3， 处理经过处理经过 针对 2 号机组 DCS 系统通讯负荷高的实际情况，基于热工专业对 DCS 系统的分析和 处理措施，并借鉴 FOXBORO 厂家的建议，在 2 号机组元旦节日检修中对整个系统进行了 优化和处理，其主要处理过程为： 1) 对 2 号机组所属的 CP 进行了单 CP 复位 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 在机组停止运行以后，在未对整个 DCS 系统进行任何清理和优化之前，
5、对单 CP 运 行的 CP2001 进行了单 CP 复位，但 CP2001 上线后自动掉线，不能手动上线。对 DCS 系 统中没有带设备运行的 CP2006，CP2007 进行单 CP 复位，单 CP 复位后，仍然不能手动 上线，再对 CP2006，CP2007 进行双 CP 复位，复位后，两个 CP 都能正常运行。 2) 对 2 号机组所属的 22 对 CP 中跨 CP 连接点进行整理。 在对 2 号机组跨CP连接点的整理中， 发现由于组态的问题， 存在着points disconnected （找不到连接） 和 points not found （未发现点） 。由于这些点的存在，将会影响到
6、 所属 CP 的负荷以及整个网络的通讯负荷，热工人员将这些 points not found 进行了整 理和分类，对不重要的或者已经不用点进行删除。 3) 对 2 号机组所属的历史库 HIST21 和 HIST22 进行了整理。 2 号机组的历史库分为 HIST21 和 HIST2，其处理前总共有 8712 个点，其中开关量 的输入和输出点采样死区为 0.5，采样时间为 1 秒，满足历史库记录要求，但模拟量的 输入和输出中，存在大量的设置采样时间和采样死区不合理的地方，比如说 935 个 PNT 点中，磨煤机 A 出口管 1 风粉温度设置为采样时间 1 秒，采样死区为 0.2 。因此热工人 员
7、着重对模拟量进行了清理，对无效点进行删除，对所有的模拟量按照重要性进行了分 类，并删除部分不重要的模拟量点，将采样时间为分别为 1，2，4 三个等级。采样死区 按照实际物理单位以及重要性分别对待。 4) 对 2 号机组所属的 22 对 CP 所对应的矩阵电源进行了实验。 利用停机时间，对 FOXBORO 系统的矩阵电源进行了实验，以保证 DCS 系统的供电合 理和可靠。 5) 对 2 号机组所属的工程师站以及操作员站进行了机器的重装。 针对 FOXBORO 厂家提出的 CSA 数据的不完整，热工专业对所有的工程师站以及操作 员站进行了组态备份，并用安装盘进行重装。 其处理的结果为 CP 的负荷
8、有了比较大的下降，特别是以前负荷比较高的 CP2001， CP2002，CP2003，CP2014 以及 CP2015 等控制器经过处理后其负荷下降到 40-60%，并长 期稳定在 40%左右。 4， 建议与对策建议与对策 针对 DCS 系统多次出现 CP 离线和通讯故障，给机组的安全稳定运行带来了极大的 安全隐患。为最大可能的避免异常情况的发生，并在出现异常情况时最大限度的降低风 险，保障机组安全稳定运行我们建议： 1) 热工人员加强设备巡检工作，不但对#2 机组的 DCS 系统加强巡检及时发现 CP 离线故障同时也要对其他 3 台机组的 DCS 状态进行检查并记录。 2) 与 FOXBORO 协商制定处理和检查方案，待机组有停机机会进一步进行事故分析 处理。 3) 为了保证在系统出现问题时能够最快速的制定对策并进行处理，防止事故进一 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 步扩大，保障机组设备的安全，应成立 DCS 系统应急处理领导小组并进行 DCS 系统故障演习以便及时响应 DCS 系统故障造成的机组设备异常。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建