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火电厂DCS受电及调试方案探讨2011-5-23 7:35：00 来源:作者：摘要:热工专业安装和调试的关键阶段是在整个工程的后期，重要节点就是ＤＣS上电工作，它直接影响电气送电以及后续其他节点的实现，是安装和调试阶段的转折点,在整个火电建设工程中起着重要的作用本文结合本人多年热控专业基建管理的经验，以华能沁北电厂二期工程为例进行探讨一、系统介绍华能沁北电厂二期26０0MW超临界火电机组工程分散控制系统(DCS)采用ABＢ公司的Syｍphoｎy系统,其功能涵盖了数据采集系统（DAＳ）、模拟量控制系统（MＣS）、顺序控制系统(SCS)、锅炉炉膛安全监控系统(ＦSＳS)、汽轮机数字电液控制系统（DEＨ)、给水泵汽轮机控制系统(MEＨ）、电气控制系统（ＥＣS）等各项控制功能，是一套软硬件一体化完善的控制系统两台机组及公用系统DＣS系统设置３个独立的环网,每台机组一个环网，公用系统一个环网ﻫ二、ＤCS系统外部环境要求ﻫ2.1　硬件要求ﻫ2.1.1 一般性要求ﻫ1） 电子间照明、通风、消防符合要求2) 集控室内光线充足,具备操作人员操作监视的条件ﻫ3）　电子设备室、工程师室和控制室内的环境温度、湿度、清洁度，符合有关规程或生产厂的规定。

4) 电子间的相关制度健全；安全、保卫工作到位ﻫ５） 机柜已就位，柜体周围不存在安装杂物，控制室干净卫生6) 电源接线完成；电气专业设备受电完毕,且已具备将电源送至ＤCS电源柜上端口的条件;电源等级、质量符合要求7) DCＳ设备接地接线完毕、接地电阻、接地方式符合ＤCS供应方要求ﻫ8) 各计算机设备应摆放整齐,各种标识齐全、清晰、明确ﻫ2.１.2　操作员站、工程师站和功能服务站要求１) 内部各连线或连接电缆无断线,各部件设备、板卡及连接件安装牢固无松动,安装螺钉齐全２） 壳内外部件及冷却风扇清洁、无灰、无污渍冷却风扇转动灵活3) 设备电源电压等级设定正确4) 接通电源启动后,设备无异音、异味等异常现象发生,检查冷却风扇转动方向正确,转动正常无卡涩;设备自检过程无出错信息，设备能正常启动并进入操作系统，各状态指示灯及界面显示正常ﻫ2.1.3主控制器及功能模件要求1) 带有后备电池的主控制器和模件,其后备电池应按照制造厂的有关规定和要求进行检查、更换;检查主控制器和模件的掉电保护开关或跳线设置正确2) 对每个需清扫的模件和插槽编号、跳线设置做好详细、准确的记录3)　对模件进行清扫、检查，外观清洁无灰、无污渍、无明显损伤和烧焦痕迹；主控制器若配有冷却风扇,则应检查和清扫冷却风扇。

模件上的各部件安装牢固;插件无锈蚀、插针或金手指无弯曲、断裂;跳线和插针等设置正确、接插可靠;熔丝完好，型号和容量准确无误;所有模件标识正确清晰ﻫ4)　模件检查完毕，机柜、机架和槽位清扫干净后，对照模件上的机柜和插槽编号将模件逐个装复到相应槽位中，就位必须准确无误,到位可靠5) 模件就位后,仔细检查模件的各连接电缆（如扁平连接电缆等）应接插到位且牢固无松动若有固定螺丝和／或卡锁，则应将固定螺丝拧紧和域将卡锁入扣6)　模件通电前,再次核对模件熔丝齐全,容量正确模件通电后,各指示灯指示正常ﻫ2.1．4 I/Ｏ电源、系统电源和机柜电源要求ﻫ２.1.４．1　上电前检查1) 电源熔丝符合规格要求ﻫ2)　测量变压器一、二次之间和一次端子对地间的绝缘电阻≥50MΩﻫ３）　通电前检查电源电压等级设置应正确；通电后电源装置无异音、无异味；温升正常；风扇转动正常、无卡涩(否则更换风扇);根据要求测量各输出电压符合要求2.1.4.2 上电检查试验1）　启动整个子系统,工作正常无故障报警,电源指示灯指示正常ﻫ２） 对每对冗余电源,关掉其中一路，检查相应的控制器应能正常工作，若有异常进行处理或更换相应电源ﻫ２.１.5 主时钟和GＰS标准时钟装置要求１) 主时钟各通信接口连接正确，通信电缆完好无损。

启动主时钟,将主时钟与标准时间校准ﻫ2)　GPＳ天线插头接插可靠牢固无松动,GPＳ天线无破损断裂,安装垂直，四周无建筑物或杂物遮挡ﻫ3) ＧPS标准时钟装置各通信接口连接正确,通信电缆完好无损开启电源,装置进行初始化和自检无出错，初始化和自检结束后,GPS卫星锁定指示正常若 ＧＰS失步，则装置内部守时时钟应工作正常4) 启动各工作站的时钟校正功能,校正各工作站时间显示，使其与主时钟或GPS标准时钟装置同步2.2 DCＳ软件恢复应具备的条件和要求２.２.1 软件检查２.２.1.1　操作系统检查2．2.1．2 应用软件及其完整性检查2.2.1.3 权限设置检查ﻫ2.2.１.４ 数据库检查 ２.2．2 试验项目与技术要求２.2.2.1 系统冗余性能试验ﻫ1) 各操作员站、功能服务站和现场控制站的冗余切换试验ﻫ2) 功能模件冗余切换试验a. 模件通电前,模件熔丝齐全、容量正确ﻫb.　模件通电后,各指示灯符合正常的实际状况指示c. 冗余模件能相互切换,取出主运行模件的熔丝或复位主运行模件或将主运行模件拔出（模件可带电插拔时),系统能正常无扰动地切换到从模件运行或从模件改为主运行模件,系统除模件故障和冗余失去等相关报警外，无其他异常报警发生;同样进行一次反向切换,系统状况应相同。

3) 通信网络冗余切换试验a. 在任意节点上人为切断任一通信总线，系统不得出错或出现死机情况切、投通信总线上的任意节点，或模拟其故障,总线通信应正常工作ｂ. 总线及总线冗余检查，总线电缆无破损、断线，端子接线正确，牢固无松动,接插件接插牢固、接触良好；检查总线终端电阻值正常,接线牢固HUB、总线模件通电后指示灯正常ﻫｃ. 通过诊断系统或总线模件工作指示灯检查总线系统工作正常，无异常报警;检查冗余总线处于冗余工作状态ﻫd.　切断主运行总线模件的电源或拔出主运行总线的插头及模拟其他条件试验两条冗余总线的切换,总线自动切换至另一条运行,且指示灯指示正常;检查系统数据无丢失、通信无中断、系统工作正常、报警正确;同样进行一次反向切换试验,系统状况应相同4) 系统(或机柜)供电冗余切换试验ﻫa. 对于系统或机柜自投供电或Ｎ+1冗余供电，应进行供电切换试验在电源切换过程中，控制系统应工作正常,中间数据及累计数据无丢失ﻫb. 切断工作电源回路，检查备用供电自动投入,系统工作正常，无出错报警，数据无丢失;同样进行一次反向切换试验，系统状况应相同ﻫｃ. 对于1+１冗余供电系统，切断任一路供电系统工作正常，无出错报警，数据无丢失。

５）　控制回路冗余切换试验a． 计算机控制系统投运，与控制回路相关的主控制器和模件投运正常ｂ.　利用手操器等设备使控制回路输出一个固定的值或状态，将相关的在运行状态的主控制器或输出模件复位和断电,观察控制回路输出无变化和扰动;检查备用主控制器或输出模件的运行状态正确；反向再做一次控制回路试验，结果正确ﻫ２.2.2.2 系统容错性能试验1）在操作员站的键盘上操作任何未经定义的键,或在操作员站上非法输入一系列命令，检查操作员站和系统的反应，无出错或出现死机情况2)切除并恢复系统的外围设备，控制系统无任何异常情况3)任意拔出一块I／O模件,屏幕显示该模件的异常状态,控制系统自动进行相应的处理(如切到手动工况、执行器保位等)ﻫ4）在拔出和恢复模件(模件允许带电插拔）的过程中，控制系统的其他功能不受任何影响ﻫ5)计算机控制系统通电启动后，关闭CRT和打印机电源(正在打印时和未打印时分别进行),然后再打开电源，操作员站屏幕和系统无异常反应ﻫ2.2.2.3 系统性能参数测试ﻫ１）在条件具备的情况下测试下列计算机控制系统性能参数，并做好记录存档ﻫ2)通过系统工具或其他由制造厂提供的方法检查每个现场控制站的内存和历史数据存贮站(或相当站)的外存的容量及使用量。

内存余量应大于总内存容量的40％,外存余量应大于总存贮器容量的60％ﻫ3）通过系统工具或其他由制造厂提供的方法检查所有现场控制站的中央处理单元的负荷率应不超过40%;计算站、数据管理站等的中央处理单元的负荷率应不超过４0%ﻫ４)通过系统工具或其他由制造厂提供的方法检查数据通信总线的负荷率应不超过30％，对于以太网则应不超过２0%5)通过连续切换操作员站CＲT画面10次,用秒表测量每幅画面完全显示的时间,计算其平均值，检查操作员站画面实时反应时间应不大于2ｓ或不低于厂家的出厂标准６）通过组态并打印计算机控制系统测点清册,检查Ｉ／O点的投入率及完好率,投入率应不小于99.5％,完好率应不小于99．5%；查明并记录不可用测点的原因ﻫ２.2.2.4 抗干扰能力试验ﻫ1)现场引入干扰电压的测试ﻫa. 用变压器作干扰源,从现场电流、热电偶、热电阻信号回路中引入共模干扰电压和差模干扰电压,在现场控制站I／O输入端子处测量实际共模和差模干扰电压值　ﻫb. 若现场引入干扰电压的测试条件无法满足时，也可在模拟量信号精确度测试的同时,在现场控制站I／O输入端子处测量从现场引入的共模和差模干扰电压值ﻫc. 实际测得的最大共模干扰电压值应小于输入模件抗共模干扰电压能力的60%。

ﻫd. 实际测得的差模信号引起的通道误差应满足下列公式要求：ﻫUn％／(10^NMR／20)≤0.０5%NMR＝201g2√2 Ｕac／|Umａｘ—Uｍin|式中　Ｕn％——输入端子处测得的交流分量峰值与该点满测量之比；ﻫNMＲ——为差模抑制比;Ｕｍax——加干扰后测得最大值; Umin——加干扰后测得最小值；ﻫUac——输入的量程中值信号2) 抗射频干扰能力的测试：用频率为４0０－5０0MHz、功率5Ｗ的步话机作干扰源,距敞开柜门的机柜1．5m处发出信号进行试验，计算机系统应正常工作,测量信号示值应基本无变化３) 用作干扰源发出信号，逐渐接近敞开柜门的机柜进行试验，记录计算机系统出现异常或测量信号示值有明显变化时的距离ﻫ２.2．2.５ 测量模件处理精度测试ﻫ1) 模拟量输入信号精度测试a．　每块模件上选取一个通道,用相应的标准信号源,在测点相应的端子上分别以正、反向输入量程的0％、25%、５0%、７5％、１0０%信号，在操作员站或工程师站(手操器)读取该测点的显示值同模件其余通道仅输入测量量程的５０％信号进行检验ﻫb.　记录各测点的测试数据，计算测量误差，应满足表1-1的精度要求ﻫ2）　脉冲量输入（PI)信号精度测试ﻫa.　每块模件上选取一个通道，用标准频率信号源，在测点相应的端子上分别以正、反向输入量程的10％、25%、５0％、７５%、100％信号,在操作员站或工程师站（手操器)读取该测点的显示值。

同模件其余通道仅输入测量量程的50％信号进行检验ﻫb.　记录各测点的测试数据，计算测量误差,检查触发电子，均应满足生产厂出厂的精度或表1－1要求 ﻫﻫ3） 模拟量输出(AＯ)信号精度测试ﻫa. 每块模件上选取一个通道，通过操作员站(或工程师站或手操器），分别按量程的　０％、25%、50％、7５％、10０％设置各点的输出值，在Ｉ／O站对应模件输出端子用标准测试仪测量,并读取输出信号示值同模件其余通道仅输入测量量程的50％信号进行检验ﻫb.　检查操作打印记录,应与实际操作相符ｃ. 记录各点的测试数据,计算测量误差,应满足表1－2的精度要求ﻫ4)　脉冲量输出(PO）信号精度测试a. 每块模件上选取一个通道，通过操作员站(或工程师站或手操器）分别按量程的　10%、25%、5０%、75％、100％设置各点的输出值，分别在各输出端子上用标准频率计测量并读取示值同模件其余通道输入测量量程的5０%信号进行检验ﻫﻫｂ. 记录各测点的测试数据,计算测量误差，应满足生产厂出厂精度或表1-2要求ﻫ5）　开关量输入(DI)信号正确性测试a. 每块模件上选取一个通。