浅谈电厂DCS系统的故障诊断和维护

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1、浅谈电厂DCS系统的故障诊断和维护摘要:通过自己几年来对电厂DCS系统的运用,介绍现场积累的一些DCS系统的故障诊断方法和维护处理经验。关键字：DCS故障诊断集散控制系统2000年，西郊热电厂上的三炉两机DCS集散控制系统为邢台矿业集团首次使用集散控制系统，我有幸作为第一批维修人员接触这个新系统，近5年来,对集散控制系统成功的运用，为其他兄弟电厂提供了决策的依据，随后东庞矿电厂、章村矿电厂先后上马，电厂的炉机也采用了DCS集散控制系统。下面谈一谈几年来对DCS系统的故障诊断和维护经验方面的认识，以备和其他兄弟单位同行进行交流、互相促进。一、DCS集散控制系统概况集散控制系统是在

2、生产现代化的需求下70年代开始出现的，是以微处理机为核心，结合了控制技术、通信技术、通信技术和CRT显示技术的新型控制系统，国外称此系统为4C技术的产物。DCS集散控制系统以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备和数据处理设备连接在一起，实现各部分的信息共享和协调工作，共同完成各种控制、管理和决策功能。DCS集散控制系统具有适应性好、扩展性强、控制能力优越、可靠性高、可维修性强等特点，系统中的所有设备可分四个层次，如下图（1）所示，口下而上分别是：现场层、过程控制层、操作监控层和管理层。过程制层现场层图（1）DCS集散控制系统结构现场层的设备一般位于被控生产过程

3、的附近，比如：变送器、各类传感器、执行器、电动门等，它们将生产过程中的各种物理量（温度、压力、流量、位移、液位、转速、振动等）转换成电信号（4〜20mA、1〜5V）或数字信号,送往过程控制站或数据采集站，同时还将过程控制站输出的控制量转换成机械位移，带动调节执行机构，实现对生产过程的控制。过程控制层主要由过程控制站和数据采集站构成。过程控制站接收有现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场层的执行器中去。过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能。操作监控层的主要设备有运行员操作站、工程师站。运行员操作站是运行人员与集散控

4、制系统相互交换信息的人机接口设备，运行人员通过运行员操作站来监视和控制整个生产过程，同时还可以打印各种报表、曲线和画面等。工程师站是为了控制工程师对集散控制系统进行配置、组态、维护所设置的工作站。管理层一般指电厂的厂级管理计算机。它面向的使用者是厂长、工程师、值长等行政管理或运行管理人员。二、DCS集散控制系统故障分类1、现场仪表设备故障现场仪表设备包括与生产直接联系的各种传感器、变送器、执行器、电动门等，属于现场层的故障，现场仪表设备发生故障，直接影响DCS系统的控制功能，在DCS控制系统中，这类故障占的比例最大，一旦CRT画面出现不正确的参数或执行机构不能调整、电机启动不起

5、来等故障时，应首先考虑这类故障。这类故障一般是由于仪表本身的质量、寿命以及仪表周围复杂的生产环境所致。2、系统故障这是影响系统运行的全局性故障。此故障一般很难发生，如果系统发生故障后重新启动，便可恢复正常，可称之为偶然性故障，当然是市于系统设计不当或程序有问题就另当别论了。3、硕件故障这类故障是指过程控制层的故障，主要是DCS系统中的模块，特别是I/O模块损坏造成的故障。这类故障一般比较明显且影响也是局部的，比如：参数显示没有变化，排除现场仪表故障可能后仍不能操作执行机构和电动门等。它们主要是由于使用不当或使用时间较长，模块内元件老化所致。如果模块周围的环境灰尘超标、温度高、湿

6、度大将会大大缩短模块的使用寿命，因此鉴于DCS系统对温度、湿度、清洁度的严格要求，在安装前，操作室尤其是过程控制室的土建、安装、电气、装修工程必须完工，如在夏季，空调要及时启用,另外，尤其在管道夹层上过程控制室，其盘柜的电缆孔洞一定要封堵好，否则,―旦管道漏汽窜入盘柜，即有可能造成重大故障。4、软件故障这类故障是软件本身的错误引起的。一般出现在DCS系统投运调试阶段,因为应用软件程序复杂，工作量大，所以应用软件错误难以避免，这就要求在DCS调试试运阶段热工人员和运行人员应十分认真，及时发现并配合DCS系统调试人员解决问题，此类故障在DCS系统正常运行后很少见。5、操作、使用不当

7、造成故障在实际运行操作中,有时会出现DCS系统某功能不能使用，但实际上DCS系统并没问题，而是操作人员操作不熟练或操作人员错误操作引起的。因此DCS系统供货厂家应及时向运行人员提供DCS操作手册，初次使用DCS系统的操作工要经过培训后才能上岗操作。三、DCS集散控制系统故障的分析诊断1、是否为使用不当引起的故障。这类故障常见的有供电电源错误、端子接线错误、模块安装错误、现场操作错误等。2、是否为DCS系统操作错误引起的故障。这类故障常见的有参数整定错误、某状态设定错误等。3、确认是现场仪表设