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(摘要)本文通过三个实例列举了我厂WDPF分散控制系统在实际运行中出现的机组跳闸、汽机超速、24VDC电源保险越级熔断冗余配置错误和双DPU同时离线等特殊问题,并简述相应的处理过程及采取的措施。这些问题的发生直接影响发电机组的安全运行,说明DCS系统内部还存在设计、调试不足之处,非到特殊工况下不易被发现。谨以我们的经验供其他DCS系统用户参考借鉴。
(关键词)DCS; DPU ; 超速 ; 冗余; 离线; 处理办法
0 前言
华能丹东 电厂设备为2×350MW燃煤发电机组,两台机组分别于98年11月23日及12月12日完成168小时试运行后正式投产。DCS系统采用美国西屋公司WDPFⅡ分散控制系统。整个系统覆盖了CCS、SCS、BMS、DEH、DAS、UAM等功能。两台机组的DCS系统各由27对冗余的486DPU、两台非冗余的486DPU、五台操作员站、一台工程师站、一台SUN/SPARC5历史数据站、一台SUN/SPARC5性能计算站及多台打印机组成,另外还有两对冗余DPU实现公用系统与#1、#2机组之间的数据传送。该系统配备的486DPU是西屋公司推出的基于INTEL486基础上的过程控制器,可执行简单及复杂的连续调节、顺序控制及数据采集,并为I/O信号提供与数据高速公路的接口;DPU配有可组态多速处理器,可同时以10ms~30s五种组态速度进行控制,SOE记录分辨率可达0.125ms。
各DPU实现的功能如下:
#1DPU汽动给水 泵控制;#2~#4DPU DEH系统;#11~#15DPU BMS系统;#16~#21DPU CCS系统;#22~#25DPU、#29DPU SCS系统;#26~28DPU UAM系统;#30~35DPU DAS系统;#36~#37DPU公用系统;By Pass功能包含在CCS和SCS系统中。
1 出现的问题及处理办法
我厂#1机组在2002年12月份发生的一次电气甩负荷后,汽轮机发生了比较严重的超速现象,汽机转速超过OPC保护动作值(3090RPM)。由于超速对汽轮机的危害极大,所以针对这一异常现象,厂部组织了运行部、检修部相关人员进行了专题研讨,从机务、电气、热控三方面分析可能造成汽机严重超速的原因,并利用#1机组停机的机会,从机务、电气、热控三方面进行试验,以确定真正原因。经过试验,排除了机务、电气方面造成超速的可能性。
热工专业在试验中发现,从立盘汽机打闸按钮动作经QCI卡(DPU内部I/O卡件)触发跳闸时,1DPU02/52的反应时间很快,从信号输入到指令输出,仅用50毫秒左右,可是从电气86-1跳闸继电器(即远方跳闸信号)经QSE卡触发跳闸时,1DPU02/52的反应时间就很慢,从信号输入到指令输出最快也需要2秒多。这2秒多的时间,对于调速系统而言,是根本无法容忍的,开始我们怀疑超速是1DPU02/52内接受该信号输入的QSE卡反应太慢所致。于是我们就对QSE卡进行了仔细研究,并在ETS系统的QSE卡上做了多次试验,排除了硬件上的原因。我们又将QSE卡的组态进行仔细地比较检查,还是未发现可疑之处,最后我们怀疑到DPU可能有些问题。但DPU内部组态在设备出厂时就设置好了,DCS系统调试时DPU内部参数由外方专家来整定,我们没有这方面的工作经验。只能将1DPU02/52内部控制源程序重装一遍,恢复到调试后的最初备份。
在重装完DPU程序并更新完系统点目录后,我们在将1DPU02的控制区进行组态时,发现有一项“DPU MANAGER”的组态很陌生,对此项组态的意义不清楚,它的组态值是800。与#2机组核对时发现2号机组相应的值是100,于是我们又将另外三项组态即LOGIC SCAN、ANALOG SCAN、GROUP SCAN核对了一下,发现也不一样。1号机组分别是1000、1000、1000;而2号机组分别是100、100、1000。检查其他DPU在这几项的组态值,也都不一样。我们查阅了外方提供的原版维护手册,得知这几项数值确实是设定DPU与DIOB也即DPU与I/O点的通讯速率,单位是毫秒,而且该数值可以被用户修改。至此我们找到了问题的症结所在:因为#1机组1DPU02/52对I/O点的扫描频率是1秒,而2号机组2DPU02/52对I/O点的扫描频率是0.1秒,所以同样是发电机跳闸信号进入1DPU02/52的处理时间就会比进入2DPU02/52的处理时间长,使控制汽机阀门关闭的输出指令信号反应慢,从而会导致汽机产生比较严重的超速现象。于是我们就按照#2机组的参数对#1机组的三个值分别修改为100毫秒。然后我们在将1DPU02组态完后,重新又进行了测试,这次的测试结果是从信号输入到指令输出最慢的也就300毫秒,比以前2秒多快了很多,实际做电气甩负荷实验汽机转速值低于3090RPM。说明问题确实是参数设置不合理造成的,从而解决了一项存在于DCS内部的重大隐患。
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