锅炉DCS系统故障诊断与解决方案

[摘 要]某锅炉DCS 系统自投运三年来，在维护方面的经验虽较初期强一些，但还是很大的欠缺，运行中常出现不少小问题，经大家的共同努力还是能够处理的，但有些问题的出现，却暴露出的是系统的漏洞与隐患。决不可忽视。

[关键词]DPU；过程I/O 控制站；服务器；负荷率

中图分类号：C39 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）15-0372-01

近几年，DCS（分布式控制系统）应用十分迅速，某锅炉投运至今已五年多了， 初期DCS系统引进后。无论是在检修还是维护方面经验都十匮乏，经过这几年的学习与摸索， 无论是运行车间还是维护车间对锅炉系统的认识都有了很大的提高。这套系统运行中总体上还是很稳定的，作为维护车间经过不断的摸索学习相关资料，在处理问题上积累了一定的经验，但有些问题却反映出的是DCS系统本身某些方面的欠缺和很大隐患，这些问题如不解决，对系统的安全稳定运行是很严重的威胁的。下文主要针对出现的一些故障和缺陷进行分析及解决方法。

某锅炉DCS在经厂家调试完交付使用的，经过三年多的运行情况来看，总体上还是很稳定的，主要针对下面的三个问题，供研究和学习。a.服务器工作指示不正常；b.过程I/O站DPU负荷率高；c.氧量自动不能跟踪。

1 服务器工作指示灯不正常

都知道在大型DCS系统中，服务器承载着，中间变量的计算、实时、历史数据存储的重要任务，如果其异常，严重后果将是造成整个系统的瘫痪。现象：在日常巡视服务器机柜时发现B服务器主机前面板LED工作指示灯，指示为琥珀色。此时检查运行的软件也都在正常运行。分析：在查阅该服务器说明书后知道：指示灯有两种状态指示，对应两颜色，蓝色和琥珀色，当服务器在启动过程中，智能检测系统各硬件是否正常， 如果全都正常时自动进入系统并启用服务器应用软件，这时该指示灯也显示蓝色。当检测到电源系统、冷却风扇、系统系统温度或SCSI 硬盘有问题，但此时主机仍可以继续工作，系统将该指示灯灯以琥珀色点亮，以引起人们注意。解决方法；因为B服务器为冗余从机，将B机退出服务软件并关机。打开主机箱从上述几项着手检查。电源系统正常，风扇转动正常，SCSI 驱动器也没问题，发现主板及CPU散热器上有一层灰，吹净后，上电启机，一切正常。LED指示为蓝色。

2 过程I/O站DPU负荷率过高

在每个现场控制站内有两台DPU，为FM801， 正常运行时，CPU的工作性能上限为100%。它的大小显示出CPU时时处理任务量的大小，在控制器算法组态中加了这一点，实时监视每个每个现场控制站内主DPU工作性能。系统在正常工况下三个控制站主DPU的负荷率在20%左右。现象：在工程师站巡视时，发现10# 现场控制站负荷率25%左右。而其它两站均为20%左右。解析：向运行运行人员询问运行工况平稳正常， 排除因负荷波动引起DPU处理任务量增大而使负荷率上升的可能。打开10# 现场控制站柜门时，觉得里面有点热，在工程师站监控画面观察，发现10# 站内的温度比其它两站温度高，由些判断是温度过高引起站内DPU工作性能下降，负荷率上升。解决方法：检查该站的柜顶散热风扇，发现两台散热风扇中一台不转动，拆下后检查发是轴承卡涩引起线圈烧毁。更换上新风扇后，机柜内温度恢复正常，随之负荷率下降至20%左右。

3 氧量自动不能跟踪

在氧量自动里，SP 为设定值，就是希望炉膛内保持最佳燃烧后剩余的氧量值， PV值为氧量跟踪值，即炉膛内时实变化的氧量值，程序算法中，把PV和SP 比较，差值超过偏差时，就输出调节送风变频，来增大或减小送风量，使氧量值保持在设定值附近。现象：设定好SP 后，投入氧量自动，PV数值栏里实时氧量值固定在一个数不变化，没有输出控制变频器，不能调节送风量，整个送风自动瘫痪。解析：表面现象上判断为该氧量自动死机，好象程序未被扫描执行，应该是DPU有问题没能执行内部自动程序，于是将主DPU与从DPU切换运行，观察氧量自动情况，异常现象仍存在，即排除了DCS系统本身硬件与软件的问题。锅炉正常氧量值保持在内4%～5%之间，据运行人员反映甲侧氧量有些偏大，比实际值偏听偏高，此时甲侧氧量值为6.%多，乙侧为4%左右，经技术专工提醒，氧量自动在算法组态里有一条件，判断| 甲O2- 乙O2|>2%是否成立，如果成立氧量自动就不会执行，而此时甲乙侧氧量差值却是超过节%。解决方法：根据这一条件，决定对甲侧氧量进行在线标定，经标定后，甲侧氧值为4%左右，投入自动后观察，运行正常，PV值能够跟踪SP 值。

4 暴露出的漏洞与不安全隐患

对于DCS系统，无论是国内哪个厂家做的系统，都不可能是完美无缺的，一点暇疵都没有，有些问题是在长时间的运行后才一点点暴露出来的，7#炉DCS也是如此的， 在投运初即使是调试厂家自己也不会察觉出存在哪一方面的不足或是缺陷。运行过程中就显露出这些缺陷。a.历史数据在某一段时间内为空白。b.焰检测探头电源存在很大安全隐患。

4.1 历史数据在某段时间内空白。现象：据运行人员反映，在查询历史曲线时，在某一段时间内连续出现两次空白。每次持续10 多秒，并且是全部点的数据。分析：因为服务器承担实时与历史数据的存储。所以判断问题应出两台服务器上， 运行这几年一直是A服作为主机运行，B机为从机冗余，难道是长时间运行使A服内的软件故障引起的， 遂将B服切换为主机运行，A 机为从机，观察一段时间后发现数据仍是空白。检查每台机内的运行软件也都是一样，看出哪里有问题。在对厂家进行咨询后，厂家回应类似的问题在别的用户那里也发生过， 是服务器程序存在一点缺陷引起的，给出的解决方案：a. 禁用windows time 和computer browser 服务；b. 禁

用MACSV服务器软件进程syswatch.exe.问题解决：按照厂家给出的方案先对从机B服务器修改，并重启后切换为主机运行；然后对A从机进行修改后重启运行。在整改后运行至今，再未出现过历史数据空白的现象。这就是典型的软件上存在缺陷而起的问题。

4.2 火检探头电源的安全隐患。在FSSS中炉内无火保护中，只要每层火焰消失三路以上时，灭火保护就会动作，导致停炉。故障现象：运行中突然2# 角和4# 角三层火焰全部消失。分析： 因火焰信号是4- 20mA，先对AI 模块FM148C对应的无火焰通道进行测量，却无信号输入，对就地探头检查后也正常。检查12V开关电源时，发现电源已烧坏，该电源供2#、4# 角六路探头电源，再对六路电源线缆测绝缘后，无问题，判断是开关电源本身故障。改造方案：两台电源供4 个角探头电源，存在较大安全隐患，如果运行中两台同时烧坏，就会引起保护动作停炉，为了将这种概率降到最低，就增加至4 台开关电源分别供4 个角，这样同时坏三台的概率就会减小。经厂同意对7# 炉火检探头电源进行了改造， 增加了两台开关电源。

5 总结

DCS系统在运行中常规小问题的出现是不可避免的，这就需要我们更多的去研究学习DCS方面的知识，多积累经验，日常维护中每次故障的出现到解决都是加深我们的经验积累；但有些问题暴露出的却是系统中存在漏洞与隐患的，如上面例出的两点，也许还有只是还未显露出来，我们应更多地对研究发现，找出其不足之处，加以改造使其完善，让系统更加平稳安全的运行。

参考文献

[1] DL/T774-2001 火力发电厂分散控制系统运行检修导则.