西屋DCS系统运行维护.docx

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西屋DCS系统运行维护

DCS系统运行、试验、维护规程

西屋DCS系统运行、试验、维护规程

1.范围

本规程制定了***第二发电有限责任公司（以下简称xx公司）4×300MW机组分散控制系统管理维护及检修的基本要求。

2.引用标准

1.1中华人民共和国国家标准/计算机场地技术条件（GB2887-89）

1.2火力发电厂分散控制系统运行检修导则（DL/T774-2001）

（Guideforoperationandmaintenanceofdistributedcontrolsysteminfossilfuelpowerplant）

1.3火力发电厂设计技术规程（DL5000—94）

1.4WDPF系统硬件供货参考资料等。

3．***公司DCS系统结构、功能简介

3.1概述

***公司4×300MW机组DCS系统采用美国西屋公司的WDPFⅡ型分散控制系统。

每套系统硬件包括2条数据高速公路，19台DPU柜，5台操作员站，1台工程师站，1台历史/记录/性能计算站，1台彩色拷贝机（打印事故分析数据用），1台值班报表打印机，1台磁带机（配工程师站系统维护用）。

整个系统设计热力系统过程信号I/O总点数4250个。

3.2DCS系统硬件结构

如图1所示。

图1

3.3硬件配置及功能

3.3.1DPU共19台，3.3.2冗余配置；

编号：

主站1—19，备站51—69；

主站和副站互为伙伴站,当任一站故障时，自动实现无扰切换，由其伙伴站执行控制功能；

功能设计：

#1—#5DPU柜为DAS功能柜；#6—#10DPU柜为SCS功能柜；#11—#15DPU柜为CCS功能柜；#16—#19DPU柜为FSSS功能柜；

测量信号经DPU（过程处理计算机）进行电量处理后，通过DHW（数据高速公路）广播至MMI（人机接口，即7台WEStation工作站）。

WEStation工作站对信号进行信息处理，供运行人员监控热力参数；

3．3．2数据高速公路（DHW）

实现DCS系统的通讯功能，有两条，冗余配置；

3．3．3WEStation工作站

200为工程师站，实现系统软件组态功能；

210—214为操作员站，为操作员提供监视、操作的界面；

160为历史存储记录计算站，实现测量信号的分类存储（如报警历史、主历史、长期历史、SOE历史、操作员事件历史等）和打印，以及热力系统性能计算等功能。

4DCS系统运行外部条件

4.1DCS系统的运行环境指标及要求

4.1.1控制室及电子设备间的空气质量|

a）控制室及电子设备室空气中微粒浓度应达到DL/T774-2001规定的二级标准。

空气微粒标准μg/m

微粒尺寸

浓度

>1mm

<5000

100μm-1000μm

<3000

1μm-100μm

<200

<1μm

<200

b）控制室及电子设备间内机柜滤网应定期清洗和更换,清洗周期随机组小修。

c）机柜内电缆孔洞应封堵严密，防止粉尘或小动物进入电子间，给设备造成破坏。

d）空气流通不仅要考虑补充新鲜空气,而且要维持控制室及电子设备间处于微正压（25.4Pa—50.8Pa）,减少粉尘进入。

e）工作人员进入电子设备间内应着装干净。

f）每年对控制室及电子设备间环境空气质量进行一次测试，使用尘埃离子计数器。

4.1.2控制室及电子设备间的温度和湿度

a）电子设备间的环境温度宜保持在18℃—24℃,温度变化率应小于或等于5℃/小时。

当空调设备发生故障时,应严密监视室温不超过制造厂允许值（15℃—30℃）。

b）电子设备间的相对湿度宜保持在45%—70%,在任何情况下,不允许结露。

冬季相对湿度不能维持在此范围内时,最低值应以不产生静电为宜；应在电子间装设加湿器，防止空气过于干燥。

4.1.3分散控制系统远程设备环境

分散控制系统现场布置的远程设备环境的空气质量、温度、湿度应满足制造厂的要求，尤其对于8.6米电缆夹层的环境要定期重点进行检查，包括检查防火设施，保证通讯电缆、信号电缆的安全。

4.1.4电磁干扰

a）机组运行时,在电子设备室内不宜使用产生电磁干扰的设备（如移动电话、对讲机等）。

遇特殊情况需要使用时,应按制造厂规定进行（机柜门关闭,距机柜2m以外使用）

b）机组运行时,严禁在电子设备间使用电焊机、冲击钻等强电磁干扰设备。

特殊情况下必须使用时，须经公司安环、生计部门同意。

4.2分散控制系统电源及接地

4.2.1供电系统

4.2.1.1DCS电源

a）分散控制系统在机组正常运行时,必须保证双路供电,即UPS电源为主路，N/E段为副路。

b）UPS电源、N/E电源二次侧不经批准不得随意接入新的负载。

最大负荷情况下,容量应有20%—30%余量。

c）电源供电技术指标：

电压波动<10%额定电压（AC.220V）

频率范围5OHz±0.5

波形失真<=5%

备用电源切投时间<5ms

电压稳定度稳态时<=±5%,动态时<=±10%

频率稳定度稳态时<=±1%,动态过程<=±10%

UPS电源应有过电流、过电压、输入浪涌保护功能,并有故障切换报警显示。

4.2.2DCS系统接地

4.2.2.1DCS接地系统应满足下列要求

a）DCS机柜外壳不允许与建筑物钢筋直接相连,机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将各机柜相应地线连接后,再用两根铜芯电缆引至接地极（体）。

电缆铜芯截面应满足制造厂的规定。

b）应保证DCS系统满足"一点接地"的要求,整个接地系统最终只有一点接到接地网上,并满足接地电阻的要求。

c）DCS输入输出信号屏蔽线要求单端接地,信号端不接地,屏蔽线应直接接在机柜地线上；信号端接地,屏蔽线应在信号端接地。

d）DCS单独设置接地网时,专用接地网周围不允许有大型电力设备的接地极；DCS不设置专用接地网而利用全厂公用接地网时,DCS的接地极（体）也应远离大型电力设备的接地极（体）。

4.2.2.2DCS系统接地系统检查与测试

分散控制系统采用独立接地网时，若制造厂无特殊要求，则其接地极与电厂电气接地网之间应保持10m以上的距离，且接地电阻不得超过2Ω。

当分散控制系统与电厂电力系统共用一个电力网时，控制系统地线与电气接地网只允许有一个接地点，且接地电阻应小于0.5Ω。

对DCS接地系统检查,宜随机组大修时进行,内容应包括以下项目：

a）DCS机柜外壳不允许与建筑物钢筋直接相连,机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将各机柜相应地线连接后,再用两根铜芯电缆引至接地极（体）。

b）地线与地极连接点应采用焊接方式,焊接点无断裂、虚焊、腐蚀,机柜间地线可采用螺栓固定方式,要求垫片、螺栓紧固,元锈蚀。

c）接地地极无松动,接地电阻应符合要求。

d）从机柜到电气的整个接地系统接地电阻应符合接地电阻阻值要求。

e）输入、输出信号屏蔽线应符合单端接地要求。

5．DCS系统的日常维护

5.1巡回检查

5.1.1巡检内容

5.1.1.1每日检查工程师站、电子设备间的环境温度、湿度

a）记录数据；

b）如果发现温度超标，应及时联系运行人员检查中央空调运行情况。

c）如有必要，投入电子间内的立式空调。

5.1.1.2每日检查DPU柜内主处理板件工作状态及状态码。

5.1.1.3每日检查工程师站系统状态图（1800）

a）#0数据高速公路总线及其支路应为绿色，#1数据高速公路总线及其支路为黄色；如果发现变红色，应立即查看报警码，并做好记录，待机组停运时进行DHW硬件检查处理；

b）DPU柜主站状态为绿色；备用站状态为黄色；如果出现DPU状态变为灰色、红色，则应立即查看报警码，采取措施处理。

c）各工作站为绿色，如果工作站状态为红色，查看报警码，若报警状态不影响工作站显示、操作等功能，也可以视作正常。

5.1.1.4每周检查机组运行数据储存完好

主历史记录、报警历史记录、事件顺序记录（SOE）均能保证至少两个月的查询。

5.1.1.5每日检查激光打印机、彩色拷贝机工作状态

a）打印机应处于ready或online状态；打印纸充足，存放于工程师站文件柜内；

b）及时更换缺墨的墨盒；

c）如果发现有卡纸现象，应清理打印机内纸张碎片；

d）每月给各打印机走纸机构适当添加润滑油一次，保证走纸顺畅。

5.1.1.6每日检查各操作员站、工程师站、历史站的硬盘空间使用情况

a）硬盘分区空间均应保证有至少10%余量。

b）如果出现硬盘分区空间不足,应立即检查该分区文件系统，若存在垃圾文件（如core文件、screencopy文件等），应及时删除。

5.1.1.7每日检查各个操作员站的历史趋势查询功能

a）如果某个操作员站因内存空间不足而无法查询历史趋势，则应及时联系集控运行人员对该站进行热启动，保证历史查询功能正常进行；

b）如果所有操作员站历史查询功能均无法进行，则须立即检查历史站，打开历史站“generalmessage”（通用信息）窗口，检查并记录其中的报警提示，根据具体情况给予处理。

5.1.1.8每日检查工程师站的报警窗口

a）检查报警信息中的点名和报警级别，如有一级报警点（红色），则说明DPU、工作站有故障现象，立即对其进行检查处理。

b）禁止在工程师站报警窗口随意进行报警确认操作，防碍运行人员监视。

报警确认操作由运行人员完成。

5.1.1.8每日检查以太网通讯状况；

5.1.1.8每日检查QTB卡监视点；

5.1.2每日巡检完成后，在工程师站《巡回检查记录本》上进行登记；班长或班组技术员应对巡检记录结果验收。

对一般故障的现象和处理方法应在《工程师站工作登记本》中详细记录；巡检中如果发现重大缺陷，应及时向分场主管领导汇报。

5.2DCS系统硬件定期工作

5.2.1DCS电源冗余切换试验:

a）在DCS电源柜中人为切除#1—#19DPU柜工作电源（UPS电源），备用电源（N/E段电源）应自动投入工作。

在电源切换过程中，控制系统应正常工作，无DPU报警现象，无数据丢失现象，完全实现无扰切换。

b）实验周期

机组停运期间。

5.2.2DPU主/备站冗余切换试验

5.2.2.1人为退出控制站中正在运行的DPU（例如#5DPU），这时备用的DPU（#52DPU）应自动投入工作，在DPU的切换过程中，不应出现死机、报警以及数据丢失现象。

5.2.2.2实验步骤：

a）确认#1—#19DPU处于控制状态，#51—#69DPU处于备用状态。

b）按照

#1DPU—#2DPU—#3DPU—#4DPU—#5DPU—#6DPU—#7DPU—#8DPU—#9DPU—#10DPU—#11DPU—#12DPU—#13DPU—#14DPU—#15DPU—#16DPU—#17DPU—#18DPU—#19DPU的顺序，依次按下各DPU柜A柜MDX卡面板上的“reset”按钮。

c）确认#1—#19DPU处于备用状态，#51—#69DPU处于控制状态。

d）在工程师站对DCS系统广播时间。

e）按照

#51DPU—#52DPU—#53DPU—#54DPU—#55DPU—#56DPU—#57DPU—#58DPU—#59DPU—#60DPU—#61DPU—#62DPU—#63DPU—#64DPU—#65DPU—#66DPU—#67DPU—#68DPU—#69DPU的顺序，依次按下各DPU柜A柜MDX卡面板上的“reset”按钮。

f）确认#1—#19DPU处于控制状态，#51—#69DPU处于备用状态。

g）在工程师站对DCS系统广播时间，确认各DPU状态均已恢复正常。

h）实验完毕，填写试验记录。

5.2.2.3实验周期

机组停运期间。

5.2.3数据高速公路（DHW）冗余功能试验

5.2.3.1试验方法

在数据高速公路上任意节点人为切断任一条通讯总线，系统通讯不得崩溃或出现任意一个工作站死机情况。

切、投通讯总线上的任意节点，模拟其故障，总线通讯应正常。

5.2.3.2实验周期

随机组小修。

5.2.4QTB卡冗余切换试验

5.2.4.1试验范围

处理模拟量I/O信号的DPU柜：

#1—#5DPU，#11—#15DPU。

5.2.4.2试验步骤

a）确认每个DPU柜中两块QTB卡的工作状态；

b）拔掉处于控制状态的QTB卡板件连接器，则原先处于备用状态的QTB卡状态应该切换为控制状态；

c）切换过程中，该DPU柜中所有模拟量测点数值显示稳定，不应有扰动；

d）恢复拔掉的QTB卡板件连接器，确认该卡状态处于备用状态；

e）再次拔掉处于控制状态的QTB卡板件连接器，则QTB卡应再次发生无扰切换。

f）试验完毕，填写试验记录。

5.3DCS系统缺陷处理

5.3.1缺陷级别分类

a）A级：

直接威胁机组安全运行的重大缺陷

DCS电源故障；

数据高速公路通讯中断；

DPU功能失去；

两台以上操作员站监控功能失去；

与连锁保护有关的DPU卡件故障；

b）B级：

属于严重隐患的缺陷

DCS电源失去备用；

DCS接地性能下降；

工程师站软件故障；

时间保持器首站故障；

数据高速公路失去备用；

DPU失去备用电源；

DPU备用站故障；

QTB卡失去备用；

c）C级：

属于较严重隐患的缺陷

以太网故障；

历史站功能失去；

操作员站操作时反应速度慢；

操作员站鼠标操作故障；

显示用DPU卡件故障；

d）D级：

一般缺陷

DPU柜附属设备故障

打印机、磁带机等附属设备故障

操作员站画面局部故障

其他对机组安全运行无影响的缺陷

5.3.2缺陷处理程序

5.3.2.1机组停运期间发生的缺陷

a）班组安排专人对缺陷进行检查、判断；

b）确定有把握处理好的，制定处理方案，安排专人处理，涉及软件操作的确保至少有一人监护；

c）属于A、B级的缺陷，缺陷处理完成后，须拿出处理报告，向分场汇报处理过程及结果。

d）在《DCS系统台帐》上登记；

e）班组无把握处理的缺陷，及时汇报分场协调解决。

5.3.2.2机组运行期间发生的缺陷

a）A、B、C级缺陷：

班组对缺陷在线处理的可行性进行分析，并汇报分场；

班组制定详尽缺陷处理的安全防范措施，经分场审批，并履行必要的工作手续后，方可执行；

b）D级缺陷：

班组安排处理，缺陷处理完成后，在《DCS系统台帐》上进行登记；

6DCS硬件典型故障处理方法

6.1数据高速公路故障

6.1.1故障类型一

单个站单条数据高速公路支路故障

6.1.1.1现象

1800系统图上该站高速公路支路颜色变红。

6.1.1.2故障分析

T形头故障；

数据高速公路总线接地不良；

6.1.1.3处理方法

更换T形头；

检查系统接地；

6.1.1.4注意事项

此种缺陷若发生在在机组运行期间,不宜处理，防止缺陷扩大。

应在机组停运期间进行处理。

6.1.2故障类型二

单条数据高速公路开路故障

6.1.2.1现象

1800系统图上该高速公路大部分站的支路颜色变红，且大部分DPU站、工作站本身颜色变红，报警。

6.1.2.2故障分析：

某站的T形头故障。

某站的T形头与通讯板件之间接触不良。

6.1.2.3处理方法：

a）查找故障点

解列#5DPU（或#55DPU）的数据高速公路T形头，用万用表测量T形头两端的阻值，采用对分查找法，逐步确定故障点。

例如#19DPU侧阻值为80欧姆左右，说明这一路正常；若#214站侧为无穷大，说明故障点在#55DPU和#214站之间。

恢复#5DPU（或#55DPU）的数据高速公路，下一步选择#50DPU用同样方法继续判断，直到确定有T形头故障的站。

b）排除故障点

更换该站该条数据高速公路总线的T形头，或对该站的T形头与总线之间接触不良进行处理。

c）进行软件恢复

在工程师站上打开1800系统状态图，处理颜色变红的站：

用鼠标选中一个变红的DPU站或工作站,再点击1800系统状态图下部的“renabledatahighway”按钮，该站数据高速公路总线。

d）逐个处理颜色变红的站,直到红色报警消失；

e）在工程师站对系统广播时间。

6.1.2.4注意事项：

a）此种缺陷若发生在机组运行期间,不宜处理，防止缺陷扩大。

应在机组停运期间进行处理。

b）用鼠标选中一个变红的DPU站,再点击1800系统状态图下部的“renabledatahighway”按钮时，会对运行的设备产生影响，要给运行人员打招呼。

6.1.3故障类型三

双条高速公路开路故障

6.1.3.1首先查找故障点,按照6.1.2.3a的方法，排除开路点。

6.1.3.2进入工程师站SDSLEV4图标，点“hardware/datahighway”菜单按钮

6.1.3.3点“enabledatahighway”菜单按钮

6.1.3.4在工程师站上打开1800系统状态图，处理颜色变红的站。

6.2以太网故障

6.2.1故障类型一

以太网支路开路，某工作站离线；

6.2.1.1现象

在该站用ping命令检测与其它站的通讯，均无响应，而其它站之间响应正常；

6.2.1.2故障点分析

以太网卡件故障

AUI接口故障

线路接触不良

6.2.1.2处理方法

重新拔插故障工作站的网卡连线接头，并紧固；

更换有关接口设备。

6.2.2故障类型二

以太网总线开路

6.2.2.1现象

操作员站上无法查询长期历史趋势；

从工程师站上无法给操作员站下载文件；

彩色拷贝机不响应拷贝命令。

6.2.2.2分析：

以太网总线某处连接接触不良。

6.2.2.3处理方法：

a）首先查找故障点

解列#210站的以太网，用万用表测量T形头两端的阻值，采用对分查找法，逐步确定。

例如#211侧阻值为50欧姆左右，说明这一路正常；若#160站侧为无穷大，说明故障点在#160和#211站之间。

恢复#210的以太网，下一步选择#工程师站用同样方法继续判断，直到确定有T形头故障的站。

b）查找到故障点后，参考以太网故障类型一的处理方法，根据具体情况进行处理。

6.3DPU故障

6.3.1DPU主站工作，备用站离线并且内容丢失。

6.3.1.1进入工程师站“configDPU”功能。

先进入#254站，对故障DPU初始化定义；

6.3.1.2将DPU工作方式由在线模式切换为组态模式；

6.3.1.3定义站号、伙伴站号、影子站号、时间片数量；

6.3.1.4匹配DPU备用站

6.3.1.5如果有两台及以上DPU出现这种故障，应该先将故障DPU全部断电，上电一个，定义一个。

6.3.2DPU主站、备用站均离线。

6.3.2.1进入工程师站“loadDPU”功能。

将/usr/wdpf/macutils/config下的对应DPU备份文件（例如：

D05030512.src或D05030512.obj）下载到对应的DPU主站内；

6.3.2.2匹配DPU备用站

6.4GHC故障

6.4.1GHC上电过程中，“diag”数码管状态指示“7F”,运行正常时，“diag”数码管状态无指示.否则说明GHC有故障，须立即检查处理。

6.4.2GHC坏的一个典型现象是工作站W1—W4窗口等图标消失。

6.4.3GHC坏、SBUS卡坏、GHC与SBUS卡之间的连线坏或接触不良都可能导致同样后果。

6.5WEStation工作站无法正常启动至正常画面，常见原因:

6.5.1工作站主板故障

6.5.2标准键盘故障

6.5.3硬盘故障

首先要查看“generalmessage”（通用信息）等报警提示，进行分析，然后用替换法逐步判断处理。

7．DCS系统软件维护

7.1软件备份管理

7.1.1一次性备份的软件

7.1.1.1内容

a）SUN操作系统solaris2.5.1

#1—#4随机供光盘两套；资料室存。

b）WDPF8.6（西屋公司1999年4月发行）

#1，#2机组随机供公用光盘一套；资料室存。

c）WDPF8.6（西屋公司1998年7月发行）

#3机组随机供光盘一套；资料室存。

d）WDPF8.6（西屋公司1999年1月发行）

#4机组随机供光盘一套；资料室存。

7.1.1.2备份方法

刻录光盘共计四套，仪控班存；

7.1.1.3检查方法

每半年对刻录光盘检查一次，在备品工作站上进行实际安装；

7.1.2须定期刷新备份的软件

7.1.2.1工程师站系统组态文件、系统点目录、操作员站图形文件等。

a）内容

“/export/wdpf/rel/data”下全部文件，打包压缩为“backup_data.tar”文件；

“/export/wdpf/rel/config”下全部文件，打包压缩为“backup_config.tar”文件；

“/export/wdpf/rel/ssw”下全部文件，打包压缩为“backup_ssw.tar”文件；

“/etc”下全部文件，打包压缩为“backup_etc.tar”文件；

b）备份方法

备份于#214操作员站硬盘上/usr/wdpf/backup目录下一套；

备份于磁带上一套；

c）刷新周期

每半年对上述文件检查并重新备份一次。

7.1.2.2DPU组态文件

每季度对所有DPU组态文件进行一次刷新备份，备份文件打包压缩为“backup_dpu.tar”,存放于：

a）工程师站/usr/wdpf/macutils/config路径下一套；

b）#214操作员站硬盘上/usr/wdpf/backup目录下一套;

c）磁带上一套，仪控班存；

7.1.2.3历史站性能计算文件

每年对历史站“/usr/wdpf/cs/”下全部文件进行一次刷新备份，备份文件打包压缩为“backup_cs160.tar”文件,存放于：

a）磁带上一套;

b）#214操作员站硬盘上/usr/wdpf/backup目录下一套;

期间个别DPU逻辑如有修改，修改后必须对这台DPU完整地拷贝一次。

在工程师站硬盘上至少保留最近二个月的备份文件。

磁带上保存最近两个月的备份文件。

7.2DCS系统时钟校对工作

在操作员站检查DCS系统时钟显示。

时间以集控室立盘上部电子时钟为准。

如果误差超过60秒，在工程师站打开刷新时间窗口，更改DCS系统时间，并进行时钟刷新工作。

时钟校对周期随机组小修。

7.3系统软件升级或系统软件重装

7.2.1分散控制系统的操作系统（包括相关的硬件升级）升级前应写出专题报告,在论证操作系统升级的安全性及技术经济性的基础上,提出升级类型,并取得制造厂技术支持,方可进行操作系统升级。

7.2.2未征得厂技术部门及厂领导批准,未取得制造厂同意,严禁修改分散控制系统的操作系统或进行软件升级。

7.2.3分散控制系统的操作系统升级应严格按制造商的要求和步骤。

7.2.3系统软件升级或系统软件重装之后，尤其是工程师站系统软件升级或系统软件重装之后，对系统功能要进行全面的测试。

7.4软件保护

7.4.1热工DCS系统维护人员应分级援权使用工程师站、历史站等人机接口。

7.4.2严禁在分散控制系统中使用非分散控制系统的软件。