1鍋爐裝置DCS控制系統介紹

　　公司熱電廠鍋爐裝置承擔著為公司提供高、低壓蒸汽和汽輪機發電所需的能源，是熱電廠最重要的裝置，其控制系統采用ABB貝利公司的INFI系列N90系統，目前已運行25年；在2000年對部分I/O卡件進行升級更換；2006年對操作站進行升級更換，操作站由一臺服務器升級為兩臺。2010年對DCS電源進行升級改造。

　　鍋爐裝置控制系統網絡結構介紹：

　　2事故經過

　　2015年5月6日5時10分，儀表車間值班員接到值長打來的電話，說明#1爐裝置DCS系統發生故障，大面積測量數據異常，許多執行器無法進行正常調節，要求其盡快趕往事故現場進行處理。趕到現場后發現#1爐大部分測量數據顯示粉色（故障狀態），32臺二次風執行器無法正常操作，鍋爐裝置的溫度、壓力、液位等參數無法進行控制，裝置隨時有汽包滿水、超壓、超溫等危險，控制系統急需恢復。

　　3故障處理

　　3.1現場檢查

　　值班員在操作站翻閱各工藝系統畫面后，大致對設備故障點有了初步的了解，進入電子間對DCS系統的卡件進行檢查，發現PCU13柜內1對冗余主模件BRC400故障指示燈亮，控制器處于離線狀態，該機柜內所有IO卡件顯示異常。查閱機柜內相關資料，掌握了該控制單元所涉及的現場設備（裝置90%的溫度、壓力、液位、流量等AI測點，送風系統32臺二次風執行器AO測點）

　　故障時卡件狀態：

　　3.2相關措施

　　在此緊急時刻，最直接、有效的方法是對控制器進行插拔或按復位按鈕，看控制器能否正常運行。因主控制器上電或復位時，程序要進行初始化，這對AI測點無影響，但AO測點的控制信號要回零，這樣現場執行器等就會動作，影響裝置的平穩、安全生產。在5時50分開具事故搶險單，做好相關措施（對所涉及的執行器等設備停電或打手動，確保控制器重新上電或復位后設備保持原位）后，對BRC400主模件進行插拔操作，2分鐘左右主控制器恢復正常，其下屬的IO卡件也恢復正常。經運行人員再進行操作驗證，確保故障完全排除。

　　恢復后的設備：

　　3.3事故再現

　　10時10分接鍋爐班長電話，通知#1爐裝置再次發生故障，現象同上。經檢查，該BRC400冗余主控制器再次故障，處于離線狀態。又對其進行多次重新復位、插拔操作，數據恢復后3-5分鐘不等后又處于離線狀態。

　　隨后又對控制器更換物理地址，將其遷移至上一卡籠槽，經試驗后現象同上。

　　3.4應對方案

　　11時50分，車間領導、專工及班組員工進行溝通后，決定更換一對新BRC400主控制器。

　　更換后的控制器：

　　3.5再次檢查

　　為了裝置的平穩生產， 15時30分，到#1爐DCS電子間檢查控制系統的運行情況，發現冗余BRC400主模件中一個發生故障。

　　將此故障匯報廠領導，因其它裝置有設備缺陷，無法開車，該裝置必須帶病運行，經廠領導研究決定儀表車間安排專人值守，對其進行特護。

　　20時30分，從#6爐DCS控制柜拆除一對BRC100 主模件。對其進行相關操作后，安裝在#1爐PCU13控制柜內。經長時間觀察，控制器沒有出現離線現象，但操作站上顯示PCU13柜內的測點頻繁發生數據中斷現象（數據變成粉色），中斷時間不定，間隔不等，短則2、3秒，最長8分鐘。

　　將新通訊卡件NIS21和NPM22更換物理地址后故障現象仍未消除。次日10時00分，經車間領導和專工反復研究后決定，恢復原NPM11/NIS01通訊模件，并將其物理地址進行更改，安裝在卡籠槽最下一行 ，經長時間觀察，DCS系統的控制器再未發生離線，操作站數據也未發生中斷，直至今日一切運行正常。

　　4原因分析

　　4.1直接原因

　　導致#1爐裝置大面積測量數據異常、許多執行器無法進行正常調節的直接原因是#1爐PCU13柜內BRC400主控制器故障，由其控制的IO設備不能正常工作，測量參數不能正常顯示，執行器無法實現控制。

　　4.2間接原因

　　一般情況下，DCS設備使用年限不超過15年，若超出其壽命周期，電器元件設備老化現象非常嚴重，其穩定性和可靠性已大大下降，不能再長時間穩定運行。在此次事故搶險中發現新型號主控制器BRC400、通訊卡件NPM22/NIS11與老N-90系列MMU卡籠槽匹配時會發生數據通訊故障。因卡籠槽為卡件既提供電源總線、又提供控制總線、擴張總線等。新卡件功能強大，運算速度快，對支持其運行的其他附屬設備要求較高，老DCS設備無法提供更高的支持，新購置的DCS設備與目前在線設備代差太大，故設備兼容性較差，不能很好地與之匹配。

　　5經驗總結

　　#1-4爐在用部分DCS設備運行年限已達26年，穩定性降低，對于超設備壽命周期的設備盡早進行升級改造，以免影響裝置的安全、平穩生產。

　　如果設備整體都出現老化現象時，不要再對其進行零碎的設備更換或設計改造，這樣不能從根本上消除隱患問題，設備兼容性較差，且成本較高，建議對設備整體進行升級改造。