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细述DCS系统运行、维护、管理

供稿:中国工控网 2018/7/11 9:47:22

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  1. 关键词:
  2. 摘要:热控设备的运行管理是指机组运行中控制系统巡检,热控设备运停,设备完好情况,异常分析、处理情况等内容的管理。dcs运行管理应在执行以往常规热控设备管理及热控备件管理等。要根据DCS特性制定对应的运行维护方法。 对历史数据站,要建立健全它的数据库,以便于事故的分析;对其硬盘要定期检查,以防满盘,新的数据存不进去。工作站停电时一定要先执行停机程序后再停电;严禁随意停、送电操作。要加强数据高速公路管理严禁碰撞数据高速公路,不能随意触动高速公路的接头,以防断线。另外,在高速公路走线时,要注意与高压电缆分开;最好将电缆穿保护套管,以防受到干扰。DCS备件的存放应满足制造厂要求,定期对备件进行检查。DCS装置发生故障,需用备件更换时,使用前必须对备件进行功能测试,防患于未然

加强软件管理

根据以前的经验电厂对DCS硬件维修管理较重视,但对软件没有相应的管理办法或管理办法不完善。如现场任何人都可修改组态,软件不能及时复制、备份并统一管理,这对运行中的机组非常危险。因此软、硬件要同时进行管理,规范DCS系统软件和应用软件管理,软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及负责人制度。在修改、更新、升级软件前,应对软件进行备份;DPU程序在修改完逻辑后要进行备份一次。对操作员站专用键盘,要严格规定其使用权限,以免造成误操作。各工作站的软件版本一定要检查清楚,各站务必要保持一致。未经测试确认的各种软件严禁下载到已运行的DCS 系统中使用,必须建立有针对性的DCS系统防病毒措施。
(一) 软件的备份与管理
DCS系统的软件包括系统软件和组态数据库。系统软件是组态系统、重装工作站的工具。组态数据库是电厂过程监控的应用软件。任何修改软件工作必须按照规定进行。同时,修改工作应有完善的备份手段。一旦发生软件或数据库丢失,可用备份及时进行恢复。另外,具有和MIS(电厂管理信息系统)或其他系统联网功能的DCS系统,其通信软件的功能也和DCS系统的安全有直接的联系。由MIS系统通信带来的故障也会影响DCS系统的运行。所以,软件和数据库是DCS系统管理的一件大事,直接关系到系统的安全运行。
根据不同DCS系统的要求,软件及数据库的备份管理方式也不相同。一般系统软件要求具备能完全重装系统的整套功能,除设备投产时随机提供的重装软件外,应具备系统正常运行后的不少于两次的系统备份软件。应用软件(数据库)应及时备份,对于极小的改动,可不必进行备份,但应在系统修改记录上进行记录,以防系统因故障恢复时采用旧的数据库进行重装。对于数据库的修改,一方面要下装到控制处理机,同时要存到工程师站硬盘,为安全起见,还应存储到软盘或其他工作站上,以增加可靠性。旧的备份磁盘等不应超期使用,以防止超过其寿命而造成数据丢失。
为防止MIS系统或其他与DCS联网的系统给DCS系统产生不良影响,在设计二者的通信程序时,应确保DCS传输数据的单向性,防止MIS系统向DCS发送数据或病毒,危及DCS系统的安全。

(二) 软件检查与功能试验
1 对操作系统进行检查
(1)在按照一般的计算机设备通电启动程序时进行检查。若各方面无异常情况反映,启动显示画面及自检过程也无任何出错信息提示,则启动顺利通过。若操作系统启动时提示错误并自动修复后,应重新正常启动操作系统,检查错误是否完全修复,一旦发生系统错误,应用备份恢复或重新安装。在可能的情况下,启动操作系统后,应关闭所有文件,启动磁盘检测和修复程序,对磁盘错误进行检测修复。
(2)检查硬盘剩余空间大小时,为保证系统正常留有充足的空余容量,可以启动磁盘碎片整理程序,优化硬盘;还可以搜索并删除系统中的临时文件,清空回收站;对于不具备数据文件自动清除功能的各工作站,应对无用的数据文件进行手工清理。在必要的情况下,备份该磁盘或卷的全部内容,然后将其格式化,再从备份中恢复该磁盘或卷的全部内容。
(3)检查系统日期和时间、各用户权限、口令等设置应正确,符合要求。若有差错,应及时改正。检查各设备和文件、文件夹的共享或存取权限设置应正确,符合系统要求。
2  检查应用软件的完整性
(1)只要对系统的逻辑或组态等任何数据有所修改,均要再次进行软件备份。
(2)对于上电自启动的系统,一般在操作系统启动后自动启动应用系统软件。若无异常、无出错信息提示,则启动顺利通过。
(3)启动系统自身监控、查错、自诊断软件并进行检查,所有功能应符合制造厂家要求检查厂家提供的应用软件列表中的项目应齐全;还可以根据系统启动情况或使用提供的实用程序工具,扫描并检查软件系统的完整性。系统存储设备也有满足使用要求的容量储备。

(4)分别启动各工作站的其他应用软件,应无出错报警。
3  检查权限设置
检查各操作员站、工程师站和其他功能站及网络接口站或网关的用户权限设置,应符合管理和安全要求。检查各网络接口或网关的端口服务设置,关闭不使用的端口服务。
4  检查数据库
检查数据库满足要求,检查数据各访问权限设置应正确,符合管理和数据安全要求,对数据库进行探寻,检查各数据库的有关信息应正确,各数据库或表的空间使用状况,应保留不小于25%的空余空间,磁盘的可用空间应不小于50%。还要检查数据库日志记录,若已满,则应进行清除或立即备份数据库。
5  应用软件检查与功能试验
基本数据处理功能检查:检查过程参数的真实性、过程参数相关点[判定的正确性,还要检查过程参数的故障诊断及出错处理是否及时准确等应用软件基本数据处理功能是否满足要求。
工作站功能试验:工作站完成的系统组态、在线下载、人机对话、数据存储和检索、事故追忆及性能计算等功能均由应用软件实现,在使用中,为了确保功能完善可靠,就要通过试验的方式对工作站所具有的这些功能进行确认,结果应符合DL/T659---1998《火力发电厂分散控制系统在线控制系统在线验收测试规程》等有关规章制度的要求。
(1)打开工程师站中的系统组态软件,按照组态手册离线建立一个组态方案,如有可能则进行编译生成,检查确认组态软件功能应正常。
(2)计算机控制系统通电启动后,通过工程师站组态工具,将现场控制站中一主控制器或一功能模件的组态回读到工程师站中,然后再将此组态下载到原主控制器或原功能模件中,然后再将此组态下载到原主控制控制器或原功能模件中,检查确认整个操作过程中计算机控制系统应无错或死机等现象发生,确保工作站在线下载功能正常。
(3)检查操作员站权限设置正确,以操作员级别登录正常。通过功能键盘或轨迹球/鼠标,在操作员站上对各功能逐项进行操作,各CRT画面连接应正确,所有操作对应结果应正确无误,从而检查确认各操作员的基本功能齐全,对于一些非法操作,软件应具有容错能力。
(4)显示功能正确性检查。
a 检查各主要流程画面、主要参数监视画面、实时趋势曲线显示画面,即包括棒型图、模拟图、历史曲线、趋势曲线、启停曲线、报警显示、成组显示等所有显示功能正常,报警提示和关联画面连接正确,报警确认功能正常。各动态参数和实时趋势曲线自动刷新,刷新时间应符合要求。
b 检查历史数据检索画面显示正常,输入正确的需检索的数据(如测点名、测点编号)和检索时间段,系统应正确响应,并显示相应的历史数据报表或历史数据曲线、历史事件报表、操作记录、报警记录等。若请求打印,则打印结果应与显示结果相同。
c  检查报表管理功能画面显示正确,选中一张报表进行随机(召唤)打印,系统响应正确,检查报表内容正确。
选择一副流程图画面,触发屏幕拷贝功能,系统响应正确,检查硬拷贝和画面应一致。通过系统自诊断信息检查系统运行状态,显示正常。检查帮助和/或操作指导画面显示正常。根据画面清册检查各流程画面和参数监视画面等应无缺少。
(5)报表打印、事故追忆功能试验。
 通过功能键盘或轨迹球/鼠标,在操作员站上选中系统内所有报表,并触发随机(召唤)打印功能,系统应立即打印选中的报表,检查帮助和/或操作指导画面显示正常。根据画面清册检查画面和参数监视画面等应无缺少。
b   系统通电启动后,模拟事件追忆触发开关量点动作,检查事件追忆报表打印应正常,数据和触发开关量点动作前后时间应正确。在SOE能正确响应的基础上,连续模拟数个开关量的动作,SOE应能按正确次序显示并打印。
c    验证SOE的分辨率:加数各时间差略大于1ms的信号到SOE,应能正确分辨出每个信号以及信号的次序,报警显示并打印。
(6)历史数据存储和检索功能试验。从历史数据库中选取一组记录点,内容应包括模拟量、开关量、操作记录、系统事件等。分别组态当前时段(短期)的历史数据报表和曲线,并显示打印,报表、曲线的数据和时间应正确,整个操作过程应无故障报警。分别组态已转储至磁带或光盘,插入相应的磁带或光盘,予以激活,并显示打印,报表、曲线的数据和时间应正确,整个操作过程应无故障报警。
(7)性能计算功能检查。启动性能计算应用程序,应无出错报警。检查性能计算报表和画面显示应正常,打印性能计算报表,内容应正常,性能计算项目应无缺项。检查与性能计算相关的所有测点应正常,指示正确。协同有关部门和单位检查锅炉各种热损失、热效率的计算、汽机热耗、发电机效率的计算、给水泵效率与性能的计算、高低加热器性能计算、除氧器、凝汽器性能计算等等参数的正确性,否则,应进行调整或修改组态。
(8)SOE工作不正常的问题很多时候是由于时序不一致引起的,因而要做好主时钟及gps标准时钟检查与校正工作。主时钟和GPS标准始终装置的检修内容和要求如下:
a 时钟系统停电后,首先进行清洁工作,确保主时钟和GPS标准时钟装置无灰、无污渍;然后检查主时钟各通道接口连接正确,确保通信电缆完好无损;并且检查GPS天线插头应接插可靠牢固无松动、无破损断裂、安装垂直,四周应无建筑物或杂物遮挡。
b 检查GPS标准时钟装置各通信接口连接正确,通信电缆完好无损后,开启电源,装置进行初始化和自检,此时应无出错信息;初始化和自检结束后,GPS卫星锁定指示应正常。若GPS失步,则装置内部守时时钟应正常工作。
c  启动主时钟,将主时钟与标准时间校准。启动各工作站的时钟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。


(三) 软件拷贝、核对、升级及保护
1  模件的拷贝及核对
(1)系统装在硬盘上时,应每年拷贝一次;操作系统固化在EPROM上时,因详细记录模件与EPROM的编号和版本号。
(2)组态软件在检修前后必须完整的拷贝一次,检修后进行核对,并拷贝。
(3)操作系统(装在硬盘上)和组态软件以及应用软件应不少于两份,并分级管理。软件保存宜采用光盘作备份,保存周期一般不宜小于5年。
2  软件升级







(1)
DCS的操作系统(包括相关的硬件升级)升级前应写出专题报告,在论坛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。
2)未征得厂技术部门及领导批准,未取得制造厂同意,严禁修改DCS操作系统或进行软件升级。
3)DCS的操作系统升级应严格按制造商的要求和步骤。
3  软件保护
(1)热工人员应分级授权使用工程师工作站、操作员站等人机接口。
(2)严禁在DCS系统中使用非DCS软件。
(3)严禁非授权人员使用工程师工作站和操作员站组态功能。


分散控制系统运行维护内容 
(一)系统日常与定期维护
措施1

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),特殊情况使用时,应按制造厂规定进行(机柜门关闭,原则上机柜2m以外使用)。可能引入干扰的现场设备除检查回路接线应完好外,还应对该设备加装屏蔽罩。
措施2
为了掌握DCS的运行状况,及时发现和消除运行设备的异常和缺陷,应执行《热工仪表及控制装置现场巡回检查制度》定期巡检,设备主人负责对自己所管辖设备的定期巡检工作,并按规定填写“设备巡视检查卡”。
措施3
热工值班工程师应每天对分管范围内的系统进行检查,并填写系统运行日志,发现问题及时处理。检查内容如下: 
(1)DCS控制柜的环境温度和湿度应符合厂家要求。带有冷却风扇的控制柜,风扇应正常工作。对运行中异常的风扇,应立即更换或采取必要的措施,还要检查滤网清洁及完好程度。
根据进几年来DCS运行实践,发现湿度过大会导致电子设备绝缘降低,极易引起DPU切换频率的增加和I/O等模件可靠性的下降。因此,电子设备间湿度检查是每天检查不可缺少项目,一旦湿度超标,立即设法将湿度降下来,以确保各种模件能可靠工作。
(2)检查工程师站、操作员站、通信网络、电源及所有模件的运行状态应正常;冗余设备应处于激活状态。
(3)检查系统的报警及顺序事故记录(SOE)情况;检查打印纸充足,时钟与DCS系统、DCS系统与DEH系统均同步。对口令定期进行更换。
措施4
热工值班工程师还要将本班发生的主要工作,如参数修改、保护解投、软件维护、硬件更换等基本信息记录在热工控制系统运行日志上。尽可能精确的记录系统的所有问题,记录系统所显示的任何错误信息和文字,以及问题出现后所做的处理。
措施5
将相关参数进行对照比较,发现参数异常现象应及时进行检查或校准,并做好记录。
措施6
历史数据存储设备应处于激活状态(或默认缺省状态),光盘或硬盘、磁带等应有足够的信息量,否则及时予以更换。使用磁带机时,应经常清洗带清洁磁头。软驱及光驱在使用一段时间后,要定期清洗。
措施7
每月对打的打印头、字锟导轨和机内纸屑等进行一次清洁,并适量添加润滑油。
措施8
检查各工作站硬盘应有足够的空余空间,系统无硬盘不足报警,否则应检查并删除垃圾文件或清空打印缓冲区。
措施9
做好记录,班长或班组技术员应对巡检记录结果验收,巡检时发现缺陷,应及时登记并按有关规定处理。
措施10
为了充分掌握一手资料,要及时向机组运行人员了解系统运行中的状态,有无异常情况出现。
措施11
应有各种模件进行检查和试验的试验控制柜。试验控制柜应该具备对各种模件、电缆、端子板及电源进行可靠性、功能性、稳定性检查的功能,以便对各种模件、电缆、端子板及电源进行可靠性、功能性、稳定性检查。
措施12
对于长期停用的系统,停运期间要保证其环境温度、湿度和清洁度符合有关规定或厂家的规定,并且在控制系统长期停用之间,做好所有软件和数据的完全备份工作;定期对系统通电,进行相关检查和试验;确保系统处于完好状态。
(二)DCS备件管理
DL/T774-2001《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》对DCS备件管理提出了一系列要求。
1  存放要求
备用模件存放应满足的要求为:各种模件必须用防静电袋包装后存放或根据制造厂的要求存放,模件存贮室的温度、湿度也应满足制造厂的要求;存取模件时应采取防静电措施,禁止任何时候用手触摸电路板,并且进行登记,办理进、出库手续。
2  定期检查
应每半年对本专业保存的各种少量常用备件进行检查,检查内容如下:
(1)表面清洁、印刷板插件无油渍,印刷板插件无油渍,轻微敲击后无异常。
(2)软件装卸试验正常,通信口、手操站工作正常。
(3)各种模拟量、开关量输入、输出通道工作正常。
(4)装入测试软件,正常工作不少于48h以上。
(5)冗余模件的切换试验。
(6)检查后应填写检查记录,并粘上合格标志。
3  使用前检查
模件投入运行前必须检查各通信口、I/O功能、控制算法功能是否满足要求;在工程师站上对模件状态进行检查符合要求;在模件内装入组态,检查是否正确。
4  投用时确认
投用时,应该对模件地址和其他开关设定,并监护人确认后,方可插入正确的模位,并填写记录卡。
审核编辑(何为)
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