隨著DCS在大型火電廠的普遍應用,如何確定DCS檢修內容、檢修周期及維修項目才能保證DCS在火電廠應用條件下安全運行,是提高其可靠性的關鍵。實際應用中,應充分利用計算機系統自診斷功能,及早發現異常情況,防止模件故障;檢修時也要有合理的檢修工藝和程序,兼顧DCS本身檢修和重視控制系統外部設備的檢修,并要根據DCS系統特性列出檢修注意事項,做好一定的防護措施,以避免DCS裝置模件在檢修中受到損害。
1、DCS大、小修項目
根據計算機控制設備特點,DCS除像常規控制設備一樣進行外圍設備檢修外,隨機組大小修至少要進行以下項目的檢修,即模件組態拷貝,核實控制模件標志和地址;清掃電源、模件及防塵濾網,檢查緊固控制柜接線,進行接地系統檢查,冷卻風扇檢修,電源設備檢修測試;重要測量和保護信號線路絕緣檢查;電子室溫度、濕度及含塵量檢修前測試,檢修后復查;模件電源及冗余模件的切換試驗;報警及保護功能測試;通信、手動操作站檢查;進行卡進行校驗等;檢修前要做好充分的準備工作,檢修中要嚴格執行工序卡制度,并認真做好檢修記錄,對電源、模件等測試要仔細填寫測試報告。
(1)大修項目
DCS系統大修隨機組主設備大修進行,大修項目因包括以下內容:
1)對控制設備進行全面檢查,作好記錄。
2)拷貝所有模件的組態,核實模件的標志和地址。
3)清掃控制柜電源及模件,清理盤柜防塵濾網。
4)檢查、緊固控制柜接線及固定螺絲。
5)接地系統檢查,電源性能測試,線路絕緣測試。
6)對控制柜進行防塵、密封處理,更換冷卻風扇。
7)記錄儀、打印機、報警窗、人機接口設備等檢修。
8)消除運行中無法處理的缺陷,恢復和完善各種標志。
9)硬件設備功能試驗,組態軟件裝載及檢查。
10)測量模件校驗,現場設備檢修。
11)保護聯鎖試驗。
12)電纜、管路及其附件檢查、更換。
(2)小修項目
DCS系統小修隨機組小修進行,小修項目應包括以下內容:
1)清理盤柜防塵濾網,檢查各種冷卻風扇。
2)電源及模件工作狀態檢查。
3)硬件設備功能試驗。
4)消除運行中無法處理的缺陷。
5)部分就地設備檢修;部分I/O模件校驗。
6)機組主保護及聯鎖試驗。
2、系統停機后的一般性檢查與質量要求
DCS采用大規模集成電路及計算機技術,需要有良好的外部環境。因此不僅需定期對模件進行清理,在停機檢修時更要做好清理工作,主要清除模件上的灰塵、污垢、腐蝕性油污及其污染物,清潔處理應在防靜電工作臺上進行,以防靜電放電損壞模件。模件清掃時,應使用潔凈的儀用空氣,氣源管前部禁止用金屬管子,毛刷應經常對地放電,吹出灰塵要用吸塵器吸凈,避免腐蝕電路板,更要防止產生靜電。系統停機后的一般性檢查與質量要求如下。
(1)檢查環境條件。電子設備室、工程師室內和環境溫度、濕度、清潔度,應符合有關規程或生產廠家的規定;集控室內光線充足,具備操作員操作監視的條件。
(2)外觀檢查。檢查系統設備的外觀應完好,無缺件、銹蝕、變形和明顯的損傷。有電源回路的電源熔絲和模件的通道熔絲應符合使用設備的要求;如有損壞應作好記錄,并予以更換。各系統設備應擺放整齊,各種標識應齊全、清晰、明確。
(3)必須在系統或設備停電后進行設備的清掃工作。
(4)對于有防靜電要求的設備,檢修時必須作好防靜電工作,工作人員必須帶好防靜電接地畹帶,并盡可能不觸電及電路部分;設備應放在防靜電板上,吹掃用設備應接地,以防止靜電放電損壞設備。
(5)清潔用吸塵器必須有足夠大的功率,以便及時吸走揚起的灰塵。設備清洗必須使用專用清洗劑。清潔要使用潔凈的儀用空氣進行,氣源管前部禁止用金屬管子,毛刷應經常對地放電,吹出的灰塵要用吸塵器吸凈,避免腐蝕電路板,更要防止產生靜電。
(6)檢查各設備內外的各部件應安裝牢固無松動,安裝螺釘齊全。電纜敷設捆扎整齊美觀,標志齊全清晰。
(7)電源線路及元件的處理。電源線路及元件也要按清潔和吹掃模件的方法進行清掃,組裝后進行性能測試。
(8)帶有冷卻風扇的,一定要檢查冷卻風扇工作是否正常,并對其清洗和吹掃或更新,以防DCS運行中因冷卻風扇故障,引起機柜溫度過高,誘發模件故障。
(9)線路檢查。
1)大修中應對重要保護、測量信號及線路絕緣進行檢查。絕緣檢查應使用符合標準的搖表進行。測試絕緣前,應將被測電纜與控制設備分開,以免損壞控制設備。
2)緊固接線時,應對接線混亂部位進行整理,整理后要核對接線的正確性,必要時進行試驗。
(10)控制電纜的布置要做到強電與弱電分開敷設,防止強電造成的磁場干擾,所有二次回路測量電纜和控制電纜必須避開熱源。
(11)控制室、開關室、計算機室等通往電纜夾層、隧道、穿越樓板、墻壁、柜、盤等出的所有電纜必須刷防火涂料,并注意粉刷間隔,采用合格的不然或阻燃材料封堵。
(12)對進入機組主廠房(機本體、爐本體、噴燃器等部位)以及輸煤、燃油和其他易燃爆場所的電纜,選用耐高溫阻燃電纜。
3、DCS檢修前的準備
(一)DCS系統停運前運行準備工作
(1)系統的運行狀況進行仔細檢查,并做好異常情況記錄,以便有針對性地進行檢修。
(2)檢查測量控制室溫度、工程師事和電子設備間溫度及濕度,應符合有關規定或規程要求。檢查現場總線和遠程I/O的就地機柜的環境條件。檢查冷卻風扇的運轉情況,記錄有問題冷卻風扇。
(3)檢查各機柜供電電壓和UPS供電電壓及機柜內各類直流電源電壓、各類打印記錄和硬拷貝、各模件狀態指示和出錯信息。各通道的強置或退出掃描狀況、各操作員站和服務站運行狀況、通信網絡的運行狀況等。www.diangon.com
(4)系統停運檢修前應做好軟件和數據的完全備份工作。對于儲存在易失存儲器(如RAM電子盤)內的數據和文件,應及時上傳并備份。
(5)檢查系統報警記錄,是否存在系統異常記錄,如冗余失去、異常切換、重要信號丟失、數據溢出、總線頻繁切換等。啟動自診斷系統,記錄系統自診斷結果,檢查是否有異常。
(6)檢查系統運行日志、數據庫運行報警日志,對異常記錄重點關注,并檢查日常維護消缺記錄,記錄須停機消缺項目。
(二)系統停用原則
DL/T774—2001《火力發電廠分散控制系統運行檢修導則》中指出,DCS系統應連接供電運行,局部檢修宜停止相應的DCS設備電源。所以系統停用時要做好有關準備工作,再停電。其停電原則參考如下:
(1)首先要確認與DCS有關生產過程已全部退出運行再停運系統,否則應做好有關的隔離措施或禁止停運整個DCS系統。確認與停電相關的所有子系統,均已退出運行并允許該系統停電。
(2)確認所有需檢查、處理和信息保存工作均已結束;系統經確認吾人工作,停電所需手續辦理齊全。
(3)系統停電不得隨意直接關閉電源,應依次按照先關閉個操作員站主電源,屏幕顯示器、打印機等電源,再關閉現場控制站現場、系統及總電源開關的步驟進行。
(4)工作站停用一定要先執行停機程序后再停電。
4、電源設備檢修與質量要求
電源質量同樣影響系統的穩定運行。用于DCS系統的電源既要保證電壓的穩定,也要保證在一路電源故障時,無擾切換至另一路電源,否則會對系統工作產生干擾。
根據DL/T774-2001《火力發電廠分散控制系統運行檢修導則》及有關規程要求,編者編制了電源系統檢修的基本原則。電源設備檢修應在停電后進行,檢修前對電源開關設置及接線做好記錄,對電源進行通電試驗,調整有關參數,使其符合制造廠家要求。
(一)電源系統技術指標
(1)不間斷電源(UPS)
1)分散控制系統宜采用雙路UPS冗余方式供電,每路進線分別接在不同供電的母線段上;
2)UPS二次側不經批準不得隨意接入新的負載。最大負載情況下,UPS容量應有20%~30%余量;
3)UPS供電主要技術指標:
電壓波動小于10%額定電壓;
頻率范圍50Hz±0.5Hz;
波形失真不大于5%;
備用電源切控時間小于5ms;
電壓穩定度:穩態時不大于±5%額定電壓,動態時不大于±10%;
頻率穩定度:穩態時不大于±1%額定電壓,動態過程不大于±10%;
UPS應有過電流、過電壓、輸入浪涌保護功能,并有故障切換報警顯示。
(2)電源隔離及電源分配
1)分散控制系統電源必須由UPS提供,不能直接由廠用電提供。
2)UPS輸出側不允許接地時,應采用隔離變壓器進行隔離,以便隔離變壓器二次側接地。
3)每次檢修時均要檢查UPS輸出側電源分配盤電源開關或熔斷器等。
4)供電線徑取決于DCS系統負載,地線線徑應與供電線徑相同。
(二)電源系統檢修與質量要求
(1)熱控自備UPS電源
1)機組停運,系統退出運行。正常停運熱控自備UPS電源所供電的用電設備,然后關掉UPS的開關,拔掉UPS的連接插頭;
2)對UPS進行清掃,外觀檢查應清潔無灰、無污漬;輸出側電源分配盤電源開關、熔絲及插座完好(若不好應予以修復),緊固各接線;UPS蓄電池應無漏液,否則更換蓄電池;
3)接通電源,熱控自備UPS啟動自檢正常,各指示燈正常,無出錯報警;測量熱工自備UPS電源各參數應符合制造廠家規定。
(2)電氣UPS來電源檢查,應符合DCS系統的電源指標要求。
(3)I/O電源、系統電源和機柜電源。
1)清掃與一般檢查;
a.停用相關系統,對各電源插頭或連縣做好標記后拔出,將整個電源(模塊)取下。
b.清掃電源設備和風扇,小心拆下電源內部配件,仔細檢查內部印刷線路板上應無燒焦痕跡,個元件應無脫焊,個連線、連接電纜、信號線、電源線、接地線應無斷線或松動,并重新緊固;電源內部大電容應無膨脹變形或漏液現象,夠則應予以更換為相同規格的電容;檢查熔絲,若有損壞應查明原因后換上符合規格要求的熔絲。
c.測量變壓器一次、二次之間和一次端子對地間的絕緣電阻,應不小于50MΩ。
d.裝復電源內部配件,檢修后設備應清潔無灰、無污漬。
2)上電檢查試驗:
a.通電前檢查電源電壓等級設置應正確;通電后電源裝置應無異常、無異味;溫升應正常;風扇轉動應正常、無卡澀(否則更換風扇);根據要求測量各輸出電壓應符合要求。
b.啟動整個子系統,工作應正常無故障報警,電源指示燈應指示正常。
c.對每個冗余的電源,關掉其中一路,檢查響應的控制器應能正常工作,若有異常應進行處理或更換相應電源。
(4)對兩路電源的切換功能檢查,兩路電源切換時間不大于5ms。
(三)UPS性能試驗
(1)輸出電壓的測量
1)找一個0—250V變流調壓器,將熱工自備UPS電源輸入端接到0—250V交流調壓器的輸出端、調壓器的輸入端接到220V交流電源端,連好線后送電。根據UPS說明書給定的調壓器變化范圍進行變化,分別測量熱工自備UPS電源的輸出電壓,均應在交流220±5%。
2)待熱工自備UPS電源充電完畢后,調低調壓器的輸出電壓,熱工自備UPS電源切至電池供電或切斷自備UPS電源供電,測量熱工自備UPS電源輸出電壓,也應在交流220±5%。
(2)UPS電源切換及備用時間的檢查
1)UPS電源切換檢查。將熱工自備UPS電源接到220V交流供電,啟動由該熱工自動UPS電源供電的系統,當斷開UPS電源供電切至外部保安電源供電,檢查系統仍正常熱工自備UPS電源切換時間應小于5ms。以上切換若造成系統運行正常,則應更換該熱工自備UPS電源。
2)UPS電源備用時間檢查。UPS電源充電完成后,切斷供電電源,使熱工自備UPS電源切至電池供電,直到計算機系統自動執行關機程序,最后確認計算機完全并正確地關機。檢查熱工自備UPS電源電池,應小于說明書規定的備用時間。
(3)熱工自備UPS電源與計算機通信的檢查。
1)檢查熱工自備UPS電源和計算機的通信應正常,啟動熱工自備UPS電源的自檢功能,檢查計算機中熱工自備UPS電源自檢報告,應正常、無出錯信息。
2)從計算機中啟動熱工自備UPS電源測試程序,檢查與熱工自備UPS電源的通信應建立正常。
3)切斷供電電源,使熱工自備UPS電源切換直至電池供電,或在計算機尚未關機之前,恢復熱工自備UPS電源供電電源,計算機均應有相應的報警信息。
(四)供電系統冗余切換試驗
對于系統或機柜自投供電或n+1冗余供電,應進行切換試驗。人為切斷工作電源回路,備用電源應自動投入工作,在電源切換過程中,控制系統應正常工作,中間數據及累計數據不得丟失,無出錯報警,同樣進行一次反向切換實驗,系統狀況應相同。對于采用N+1冗余的供電系統,切斷任一路供電裝置,控制系統應工作正常,無出錯報警,數據不得丟失。
5、主控制器及功能模件檢修與質量要求
本節描述了現場控制站(亦稱控制站、過程控制站、過程控制單元等)內的主控制器(亦稱DPU、多功能控制器MEP、主控制模件、主控板、主處理器等)和各功能模件在系統停運后的檢修項目。
(1)基本原則:模件的檢修必須在系統按照有關步驟停電后運行;帶有后備電池的主控制器或模件,其后備電池旖旎感按照制造廠家的有關規定和要求進行檢查更換;檢查主控制器或模件的掉電保護開關或跳線及設置應正確;模件清掃前應將模件的位置做好標記,將插槽編號、各種跳線及開關設置、跨接器的位置作詳細、準確的記錄。
(2)模件外觀應清潔無灰、無污漬、無明顯損傷和燒焦痕跡;主控制器若配有冷卻風扇,則應檢查和清掃冷卻風扇。模件上的各部件應安裝牢固;插件無銹蝕、插針或金手指無彎曲、斷裂;跳線和插針等應設置正確、接插可靠;熔絲應完好,型號和容量應準確無誤;所有模件標識應正確清晰。
(3)工作人員在清掃模件時必須帶上防靜電接地環,并盡可能不觸及電路部分,并將模件放在防靜電板上用空氣槍吹掃模件。
(4)模件吹掃后,應對模件的電路板插接器和吹掃后仍殘留污物的部件進行清洗;清洗時工作人員必須帶上防靜電接地環;使用專用的清洗劑進行清洗。(http://www.diangon.com/版權所有)
(5)模件檢查完畢,機柜及機架和槽位清掃干凈后,對照模件上的機柜和插槽編號將模件逐個回裝到相應槽位中,就位必須準確無誤,到位可靠。
1)模件回裝時,工作人員必須帶防靜電接地環;
2)回裝前應仔細核對模件編號、設置開關;
3)插入模件時應注意導槽位置,防止損壞模件;
4)回裝后,保證插接到位,連接可靠。
(6)模件就位后,仔細檢查模件的各連接電纜(如扁平連接電纜等)應接插到位且牢固無松動,若有固定螺絲和/或卡鎖,則應將固定螺絲擰緊和/或將卡鎖入扣。通電前,應再次核對模件熔絲齊全,容量正確。模件通電后,各指示燈應指示正常。
(7)控制柜清掃必須在停電后進行;清掃前將模件拔出;清理防塵濾網、機柜、模件槽位及插座‘吹掃時用吸塵器吸塵;吹掃后要對柜內餓接線進行檢查。主控制器若配有CRT和/或鍵盤/鼠標接口,且若有必要則連接上CRT和/或鍵盤/鼠標進行檢查。
(8)檢修時嚴禁碰撞數據高速公路,不能隨意觸動高速公路接頭,以防斷線。
(9)建議使用的吹掃工具如下:
1)帶濾網的減壓閥一個;
2)防靜電空氣槍一個;
3)防靜電板一個;
4)防靜電接地環若干;
5)大功率吸塵器(不少于3KW)一個。
6、操作員站、工程師站等工作站的檢修
(一)工作站的一般檢查與質量要求
(1)打開機殼,檢查線路板應無明顯損傷和燒焦痕跡、線路板上各原器件應無脫焊;內部各連接或連接電纜應無斷線,各部件設備、板卡及連接件應安裝牢固無松動,安裝螺釘齊全。
(2)清掃機殼內外部件及冷卻風扇,要求清潔、無灰、無污漬,冷卻風扇轉動應靈活。
(3)裝復機箱外殼,檢查設備電源電壓等級應設定正確。
(4)接通電源啟動后,設備應異音、異味等異?,F象發生,檢查冷卻風扇轉動方向應正確,轉動正常無卡澀;設備自檢過程正常;對于正常工作時不帶CRT和/或鍵盤/鼠標的工作站,若有必要則連接上CRT和/或鍵盤/鼠標進行檢查。
(二)工作站附屬設備的檢修與質量要求
此小節描述了工作站附屬設備CRT和大屏幕顯示器、打印機、軌跡球和鼠標、鍵盤、硬拷貝機的在系統停運后的檢修項目。
(1)CRT和大屏幕顯示器。
1)停掉CRT或大屏幕顯示器電源,斷開電源連接線;用專用電子清洗液清潔CRT或大屏幕顯示屏;外觀檢查應清潔無灰、無污漬。
2)拆開CRT后蓋,注意不要觸及高壓包以防觸電。檢查內部檢查電路板上各元件應無脫焊,各部件連線或連接電纜應正確、無松動,并再次緊固所有部件;外觀檢查信號電纜應無短路、破損短裂等現象;風扇和設備絕緣符合要求。
3)檢修裝復后上電檢查,CRT或大屏幕顯示器畫面清晰,無閃爍、抖動和不正常色調,亮度、對比度、色溫、聚焦、定位等按鈕功能正常;仔細調整大屏幕顯示器,整個畫面亮度色彩應均勻;檢查冷卻風扇運轉應正常。
(2)打印機。
1)打印機停電,拔下電源插頭。
2)按打印機用戶手冊說明拆開打印機進行清灰,并進行外觀檢查,如有故障應通知廠家進行處理。
3)復裝送電試驗正常后待工作站檢修結束進行送電測試。
(3)鍵盤、軌跡球和鼠標。
1)將其插頭拔下,按其用戶手冊說明拆開,對其觸點、滾軸、插針進行檢查、清灰。要求清潔無灰無污漬,內部各連線或電纜應無斷線破損現象,且連接正確無松動。
2)復裝后待工作站檢修結束進行送電測試。
(4)硬拷貝機
1)彩色應拷貝機停電;清潔應拷貝機及送紙通道,外觀檢查應清潔無灰無污漬,電路板上各元件無脫焊及斷線現象,內部各連線或連接電纜應無松動、無斷線現象,并再次緊固。
2)硬拷貝機的機械轉動部分進行上油。
3)復硬拷貝機;檢查各設備正確;接同電源對硬拷貝機進行總體測試,并拷貝一份彩色畫面和色彩應正確與異常。
4)工作站的復裝、調試與投運
(1)工作站的主機、CRT或大屏幕顯示器、打印機、鍵盤、鼠標等均檢修結束后進行復裝。
(2)按原始記錄以及修前標記安裝、連接。檢查接線無誤,送電檢查各功能,如有故障,則應情況進行處理。如無故障則可送電,待DCS系統檢修結束進行在線測試(如軟件有問題可由備份恢復)。
(3)檢查。自檢應顯示工作站工作正常,數據通信正常、操作界面正常、參數變化正常、各功能操作、應答正常(正常DPU組態、報表、趨勢、追憶、一覽、報警、SOE、網絡操作、MIS通信、時鐘校對、圖形組態、WINDOWS/WINNT操作等),若有問題及時處理。
(4)重新設置密碼投入運行。
7、通信網絡的檢修及性能試驗
DCS通信網絡是DCS的重要組成部分,通信的可靠性直接影響控制系統的運行,因此必須保證通信系統安全、可靠運行??刂葡到y不同,通信公約差異很大,制造廠家通常不提供公約細節,用戶難以介入通信系統,只能根據提供程序使用和診斷。檢修中一定要做好通信網絡系統的檢查、診斷及性能試驗工作,從而確保不因通信網絡問題產生DCS系統故障。