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火电厂分散控制系统故障分析和维护 　　摘 要 本文通过对火力发电厂DCS系统运行过程中经常出现的各类故障以及维护人员采取的应对措施进行梳理总结，得出了一套分析应对故障的方法，对今后火电厂分散控制系统故障分析与维护工作具有一定的实际指导意义。 　　【关键词】DCS 故障 维护 　　分散控制系统DCS（Distributed Control System）是一种集合了计算机、网络、通讯、控制等多种学科的高新技术产品，它集中了老式分散的仪器仪表控制系统与较为先进的计算机集中控制系统的优点，是一种灵活可靠，通讯接口良好同时也能为操作人员提供友好人机界面的先进产品。正是由于它的特点，DCS系统在我国电厂得到了非常广泛的应用。DCS系统的应用可以在很大程度上提高电厂生产的工业自动化水平，增强设备运行的稳定性和经济性，所以各大电厂对DCS系统本身运行稳定性的要求也越来越高，发电厂热控人员从规划设计、设备安装调试直到后期的运行维护管理，全程对DCS控制系统进行深入跟踪维护，努力使其出现软硬件设备故障的几率降到最低，以实现发电设备的可靠稳定运行。 　　1 DCS应用的现状分析 　　当下DCS系统在火电厂的应用已经十分成熟，其控制范围也在不断的扩大，已经涵盖了发电机组全部主要设备以及配套的辅助设备，其控制已经渗透到火电厂生产运行的全过程。但是也由于各个电厂设备情况以及技术实力的不同，造成对DCS系统的管理水平存在较大差异，其DCS运行的实际效果也不尽相同，因此如何有效的发挥DCS控制系统的优势，杜绝其自身故障造成的发电机停机事故成为摆在全部热控人员面前的重要工作任务。 　　2 DCS故障分类 　　2.1 系统性故障 　　由于DCS系统在设计时存在不足或者长期运行导致的性能下降而造成的故障就是系统性故障，系统性故障的发生对设备运行的影响是一定的，但是在故障恢复方面，一些故障往往可以通过重新启动系统或者更换系统中某些部件来恢复系统正常的运行。 　　2.2 硬件导致的故障 　　2.2.1 DPU发生故障 　　DPU一旦发生故障，主要故障现象就是初始化失败、脱网运行或者网络双机不能自动切换。其产生原因主要包括了本身电子元器件老化损坏、存贮下位机文件的芯片损坏、板卡损坏或者通讯单元元件损坏；此外，一些开发维护人员在系统调试时候忽视了DPU本身的数据处理能力限制，无限制的在数据库中写入各种计算信号，这势必会造成DPU满负荷运行，当达到或者接近其数据处理上限是，DPU会自动降负荷运行，表现为脱网甚至死机。因此，一旦运行过程中DCS出现不能进入程序、自动脱网等故障时候，维护人员要首先联想到其控制芯片DPU是否出现问题，第一步应该首先排除电子元器件、各类板卡的问题，在硬件问题排查之后可以对DPU运算能力进行合理评估。当下大部分DCS系统在设计时候就使用了双DPU结构，实现了两个DPU一用一备，双机热切换功能，一旦主用的DPU出现问题，系统将及时切换到备用的DPU上来，因此，在日常检修时候可以对双DPU系统的双机热备功能进行检测，以保障其在真正出现故障时候能够将备用DPU自动投入。 　　2.2.2 板卡发生故障 　　板卡出现故障的主要现象表现为：数据无法进行采集、监控主机数据不刷新甚至操作命令执行不下去，其本质就是监控后台不能正确的反应运行设备的真实情况。这类故障的发生一般会在上位机或者板卡本身的故障信号指示灯处有相应的指示，但是通常情况下，操作人员对这些信号指示没有明确的认识，往往在需要数据或者进行操作时候才能发现，这种隐蔽故障的发生往往是操作人员错误操作的根源。引起板卡故障的主要原因主要包括：电子元器件老化、输入输出通道故障、通讯单位线缆接触不良等原因。维护人员现场判断排除这类故障也比较轻松，首先可以通过系统故障信号的提示对相应故障单元进行检测，通过模拟输入信号来判断受检测单元正常工作与否，具体做法就是通过仪器给出模拟信号，来观察监控系统能发正确的显示数据；通过硬结点开闭来判断开关量信号是否正常；判断出出问题的板卡后只要停机更换相应的备件就能恢复系统功能。 　　2.2.3 电源发生故障 　　DCS设备的供电系统在设计时候就要求采用双路电源供电的方式，正常情况下由主电源进行供电，一但主用进线发生故障失电，系统内的双电源自动切换功能启动，在5ms之内切换到直流电池输出的备用电源继续供电。做为来自系统的主电源，其故障多由于线路本身故障造成，比如电源线电阻变大，、绝缘损坏、接头松动；另外，受外部电源影响，当系统发生故障电压波动时候，也经常会造成主用电源失电。为了降低主电源失电发生的概率同时也提高备用电源投入的可靠性，应该定期对主电源回路的各个节点进行检查，及时排除线缆故障；同时，在设备定期检修期间，对备用电源蓄电池进行活化来保证其良好的工