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02分散控制系统受电及软件恢复


NEPRI

编 号: XCYL-TSFA-3RK-02 密 级:

许昌禹龙发电有限责任公司
2×660MW超超临界燃煤机组
3#热控专业分散控制系统受电及软件恢复 调试方案

辽宁东科电力有限公司 2008 年 10 月

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1 系统概况及设备规范参数 ................................................................................................ 15

2 调试前期准备工作 ............................................................................................................ 15

3 电力法规及标准的具体要求 ............................................................................................ 15

4 试验目的及试验项目 ........................................................................................................ 16

5 分散控制系统恢复的基本条件 ........................................................................................ 16

6 分散控制系统恢复程序 .................................................................................................... 16

7 安全措施 ............................................................................................................................ 25

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1 系统概况及设备规范参数
分散控制系统(DCS)主要完成对 FSSS 系统、SCS 系统、DAS 系统、TBS 系统和 MCS 系统的逻辑控制、设备启停控制、模拟调节、数据采集、联锁保护、报警监视、参数监视 和调整功能。还包括对电气 ECS 系统的控制及监视。DCS 控制设备采用日立公司生产的 HIACS-5000M 分散控制系统,它是广泛应用于电力系统控制的分散控制系统。本控制系统 由分散处理单元(DPU)、I/O 模件、数据通讯系统和人机接口以及各种控制软件、系统软件 组成。其控制软件采用面向用户的图形语言,控制系统先进可靠。系统易于组态,易于使 用、 易于扩展。 工程师站采用日立 HIACS-5000M 工具系统软件, 操作员站采用 CORE-View 实时监控软件。DCS 的设计采用合适的冗余配置和诊断至通道级的自诊断功能。具有高度 的可靠性。系统内任一组件发生故障,均不影响整个系统的工作。每台机组下位机设有: FSSS 7 对,SCS 9 对,MCS 2 对,ECS 2 对。本工程公用部分设有下位机 2 对。实时网络 采用光纤令牌环网。每台机组设有五台操作员站对生产流程进行监视操作。 本方案主要针对该系统的受电和软件恢复而编写。调试本方案如果有与厂家调试大纲 相抵触之处以厂家调试大纲为准。 该控制系统接地线设计为单点接入电厂地网。

2 调试前期准备工作
2.1 收集设计图纸和设备资料。主要包括:分散控制系统的安装使用说明书,系统的供电与 接地,分散控制系统的设计规范,分散控制系统的电源接线图和设备布置图,分散控制系 统的 I/O 清单。 2.2 参加分散控制系统和设备的技术培训,对新技术和设备进行调研。 2.3 参加分散控制系统出厂调试 2.4 准备调试用仪器设备。主要包括:普通万用表、高精度电压电流信号发生器、高精度频 率信号发生器和频率测试仪器,高精度热偶信号发生器、高精度热阻信号发生器等调试设 备。

3 电力法规及标准的具体要求
3.1 分散控制系统应有稳定和可靠的接地点,接地系统和接地电阻值符合设计规定或厂家规 定。 3.2 当电气接地网满足分散控制系统的接地要求时可采用电气接地网,电气接地网不满足分 散控制系统的接地要求时采用独立接地网。 3.3 分散控制系统的电源应由不停电电源供给,不同性质的设备由不同的负荷开关供电,打 印机等外设电源一般经由电源柜电源保护切换装置送至电源插座供给。 3.4 供给分散控制系统的电源质量应满足制造厂要求,所提供的交流 220 伏不停电电源,应
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有一线直接接地的单相两线制系统。 3.5 电压稳定度稳态时不大于± 2%,动态时不大于± 10%。频率稳定度稳态时不大于± 1%,动 态时不大于± 2%。波形失真度不大于 5%。备用电源切换时间不大于 5 毫秒。

4 试验目的及试验项目
4.1 试验目的:保证分散控制系统从硬件上和软件上能够正常操作和运行,以便进行机组其 它控制系统的正常调试。 4.2 试验项目: 4.2.1 电源系统和接地系统的检查 4.2.2 机柜送电 4.2.3 电源切换试验 4.2.4 软件恢复 4.2.5 通道试验

5 分散控制系统恢复的基本条件
5.1 分散控制系统的硬件设备安装完毕,操作员站安装完毕,工程师站安装完毕,控制设备 具备通电条件。经过各方验收合格。 5.2 分散控制系统的所有预制电缆安装完毕。 5.3 分散控制系统的接地系统施工完毕,经检测合格并符合 DCS 设备厂家要求。 5.4 分散控制系统通讯网络安装完毕。 5.5 分散控制系统的通讯网络检查合格。 5.6 电气侧不停电电源(UPS)安装完毕,接线完成,具备投入条件。 5.7 主控室内、计算机室的工作照明、空调系统应投入使用。 5.8 电子设备间、控制室装修完毕。作好防尘措施。 5.9 现场应具备足够的消防器材。 5.10 电子间的相关制度健全。安全、保卫工作到位。 5.11相关设备的有电源回路的电源熔丝和模件的通道熔丝应符合使用设备的要求, 如有损坏 应作好记录; 5.12计算机设备的外观应完好,无缺件、锈蚀、变形和明显的损伤; 检查各计算机设备应 摆放整齐,各种标识应齐全、清晰、明确; 5.13对于有防静电要求的设备,检修时必须作好防静电工作,工作人员必须带好防静电接地 腕带,并尽可能不触及电路部分;设备应放在防静电板上,吹扫用设备应接地;

6 分散控制系统恢复程序
6.1 电源系统的检查
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6.1.1 检查分散控制系统的所有供电电源接线的正确性。即按照热工设计图纸(热工电源系 统)对每一个接入分散控制系统的工作电源的电缆进行检查。电源取出位置应正确,电源 接入位置正确,电缆两端有明显的标志和名称。保证无漏接和误接。 6.1.2 电源系统接线必须牢固可靠,无松动和接触不良现象。 6.1.3 检查电源线线径应符合电源负荷要求。 6.1.4 检查分散控制系统所有供电电缆回路的绝缘电阻。用 500V 兆欧表对电源电缆进行线 芯对地和线芯之间的绝缘电阻测试。其绝缘电阻值均应不小于 1MΩ。 6.2 接地系统检查 6.2.1HIACS-5000M 分散控制系统每个控制柜接地系统设计一路为交流地(安全地)系统, 一路直流地(信号地)系统、一路屏蔽地系统,各机控制柜的交流地、直流地及屏蔽地汇 集最后接入同一地网。 6.2.2 接地系统检查与电源系统检查方法相同,检查接地系统的正确性和牢固性。 6.2.3 检查接地系统应布线合理,远离强磁场干扰,与大型开关设备、旋转设备或其它干扰 源距离应大于 10 米,设计院设计为 15 米。 6.2.4 绝缘电阻检查,将端子板上的现场接线解开,利用绝缘测试仪检查直流系统接地、交 流系统接地,或利用其它设备进行检查,其接地电阻应小于 5 欧姆,设计院设计为小于 4 欧姆。且交、直流地应可靠短接。 6.3 机柜送电 首先将所有电源开关(包括电源柜及控制机柜的交流电源开关和直流电源开关)置于 “断开”位置。 检查电源进线接线端子上是否有误接线或者误操作引起的外界馈送电源电压。确认所 有机柜未通电。 在控制模件柜内,将全部电源模件插入,按厂家要求分别拔出主控制模件、通讯模件 和 I/O 模件, 以确保机柜通电时不会发生烧毁控制模件的事故, 不会对外部设备误发操作指 令而导致设备和人身伤亡事故。 6.3.1 电源柜受电 在供电电源处,联系电气专业或相关人员投入总电源开关。在电源柜内用万用表测量 电源进线端子处的电压值,其电压值不应超过额定电压的± 10%。如果误差较大,则应通知 对侧送电人员停电进行检查,合格后再送电。投入柜内主电源开关(待整个电源系统工作 正常后,应先投入 UPS 电源开关 K1,后投入电气保安段电源开关 K2) 。 6.3.2 控制柜受电 在控制机柜电源入口处测量电压正常,投入各电源模件的电源开关,用万用表测试电
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源模件的输出直流电压,观察电源模件的状态指示灯。指示灯状态应正确,输出电压值应 在厂家说明书规定的范围内。如果出现错误状态指示,应进行停电检查,处理完后再重新 送电。 检查各控制柜直流控制总线电压正常,符合日立电源 PD6000 使用说明书。 6.3.3 电源双重化切换试验 测试方法:系统主、备电源任意切掉一路,控制单元的主、备工作电源任意切掉一路, 控制单元的主、备接口电源任意切掉一路。 判定标准:进行上述操作时,CPU 应运行正常,AI、AO 测量精度应满足要求,DI、 DO 状态无任何变化。

测试项 目 控制器 名称

冗余性测试/电源双重化切换试验 控制电 源主 控制电 源备 接口电 源主 接口电 源备

测试日期: 测试人: 主电 源 备用 电源 备注

6.4 控制模件送电及试验 6.4.1 控制模件送电 依次插入各个控制模件,观察其状态指示是否正确,或者用工程师站对控制模件的 基本功能或性能进行测试。对于冗余系统还应该进行主控制模件和备用控制模件的切换试 验。 6.4.2CPU 双重化切换试验
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测试方法:A 控制器为 RUN,B 控制器为 RUN-STBY 时,将 A 切为 STBY, B 控制器 自动跳为 RUN;B 控制器为 RUN,A 控制器为 RUN-STBY 时,将 B 切为 STBY, A 控制器 自动跳为 RUN。 判定标准:在进行上述操作后,原 RUN-STBY 控制器应立即切为 RUN 状态,且在 CPU 切换过程中,该控制器 I/O 应无任何扰动。 测试项目 控制器名称 冗余性测试/CPU 双重化切换试验 切换前 切换后 I/O 模板 测试日期: 测试人: 测试结果 备注

6.5 工程师站(EWS)及操作员站(POC)送电及软件恢复 按设计图纸检查电源回路及通讯回路。电压等级及回路正常后将系统送电。由 DCS 厂 家服务人员将 EWS 及 POC 应用软件恢复。检查系统工作正常。 6.6 通讯网络检查 目的:检查网络系统工作正常,
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6.6.1 依次插入各个通讯模件,对各机柜内通讯模件的工作状态进行检查,应正常。 6.6.2 对控制系统各机柜之间的通讯进行检查,应正常。 6.6.3 对工程师站、运行人员操作站、终端设备与控制系统之间的通讯进行检查,应正常。 6.7 其他模件的送电 在解除端子板上的所有外部接线的情况下, 依次插入各个 I/O 模件, 观察其状态指示是 否正确,或者用工程师站对模件的基本功能或性能进行测试。 6.8DCS 控制系统硬件测试及试验 目的:检查整个 DCS 系统功能正常工作。 6.8.1 网络双重化试验 测试方法:将光缆任意断开一点。 判断标准:各 POC 站数据显示均正常,在 POC 站进行操作后,控制器逻辑应正常动 作,网络功能一切正常。 测试项目 断点坐标 冗余性测试/网络双重化试验 断开前 断开后 测试日期: 测试人: 测试结果 备注

6.8.2 POC 站冗余性试验 测试方法: 在有三台以上 POC 站均在线的状态下, 停各功能主 POC 站。 依据 sysconf_p.mdb 文件(文件路径是 c:\ddcs\appcomn\setup\)中 sapconf 表中定义的各任务分配顺序进行任务

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切换(SAP 任务除外) 。 判断标准:各功能主 POC 站的功能自动切换到指定的 POC 站运行,且功能正常。

测试项目

冗余性测试/POC 站冗余性试验 功能主 POC 站号 切换至 POC 站号 是否符合 判断标准

测试日期: 测试人: 结果 备注

POC 功能 SAP CRTOUT LGCOL ALMCHEC K EVENTCHE CK CAL CRTTRANS PRECDCHK GWRECV PFMAIN MANAGNE T PSS_COLLE CTION LDC_COLL ECTION

6.8.3 CPU 后备功能测试 测试方法:将工作正常的 CPU 停电 5 分钟以上时间,然后恢复 CPU 供电。
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判断标准:恢复供电后,该 CPU 运行正常,该控制器 I/O 状态应与停电前无任何变化。

测试项目 CPU 名称

冗余性测试/CPU 后备电池保护试验 停电前 停电后

测试日期: 测试人: 测试结果 备注

6.8.4 模板带电插拔试验 测试方法:在主工程师站上利用工程师台维护工具进行测试,对系统所使用到的模板 进行抽样测试,每种类型模板各测试一块。选择“Maintenance”中“Supporting Cards Whitch Putted In/Pulled Out”选项,单击“PI/O unit”选择所要更换的模板,单击“Preparation”后,拔出 旧模板,插入新模板,最后单击“Initial”进行恢复。 判断标准:模板带电插拔后,该控制器中的 CPU 及该模板工作正常。

测试项目 模板型号 LYA000A
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模板带电插拔试验 模板坐标

测试日期: 测试人: 备注

测试结果是否符合判断标准

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LYA010A LYA220A LYA210A LYA100A LYD105A LYD000A LPD250B LPT020A LPP100A LPF240A

6.8.5 控制器 CPU 负荷率试验 测试方法:在主工程师站上利用工程师台维护工具进行测试,CPU 处于“RUN”状态, 选择“Maintenance”中“Measuring CPU Performance”选项, 测试周期选择 1000ms, 单击“Start”。 判断标准:平均负荷率不高于 60% 测试项目 控制器名 称 控制器 CPU 负荷率试验 测试日期: 测试人: 备注

负荷率(%)

测试结果是否符合判断标准

6.8.6 操作员站负荷率测试 测试方法:利用 WINDOWS NT 管理工具内的性能监视器进行测试。 判定标准:在菜单中单击“编辑”项,选择“添加到图表”,在“对象”栏中选定“processor”, 在“计数器”栏中选择“processor time”,在 1min 以上时间内平均负荷率不高于 40%。 测试项目:操作员站负荷率 No. 1 2 测试对象 POC1 POC2
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测试日期: 结果

测试人: 备 注

平均负荷率

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3 4 5 6 7 8 9

POC3 POC4 POC5 POC6 POC7 POC8 HIST

6.8.7 逻辑占用 CPU 内存 测试方法:在主工程师站上利用工程师台维护工具进行测试,选择 “Programing” 中的 “Referring Space Area”选项,在 “The Logic area”项中显示存储器占用容量。 判定标准:存储器占用容量不大于 50%。 测试项目 控制器 CPU 内存 测试日期: 测试人: 备注

控制器名称

逻辑占用率(%)

测试结果是否符合判断标 准

6.9 系统 I/O 通道完好性检查 在断开外部信号电缆的前提下,用高精度信号发生器及高精度万用表对控制系统 的输入和输出通道进行完好性检查。 6.9.1 电压电流型模拟量输入通道检查 用模拟量信号发生器发出所需要的模拟量信号(如 4-20mA,1-5V) ,在工程师站或其 它编程器上检查显示值(一般为工程单位值) ,记录下每一个通道的输入信号值和输出显示 值。每一个通道检查 3 点:0%,50%,100%。并填写记录。 6.9.2 热偶热阻模拟量输入通道检查 用热偶信号发生器或标准电阻箱发出所需要的模拟量信号,在工程师站或其它编程器 上检查显示值(一般为工程单位值) ,记录下每一个通道的输入信号值和输出显示值。每一 个通道检查 3 点:0%,50%,100%。对于热偶信号要考虑冷端温度补偿因素,并填写记录。
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6.9.3 模拟量输出通道检查 在工程师站上或其它编程器上设置模拟量输出信号(如果是阀门指令,则发 0-100%指 令,如果为参数传递,则可为温度或压力信号等,视具体情况而定) ,在模拟量输出通道的 接线端子上,用标准电流电压表测试其输出值。每一个模拟量输出通道做 3 点:0%,50%, 100%。并填写记录。 6.9.4 开关量输入通道检查 对于无源接点信号,用短接线短接开关量输入信号,在工程师站或其它编程器上检查 显示状态(可能的工程显示单位为:开门/关门,启动/停止等) 。 对于有源接点信号,用电压源在开关量输入通道上加入所需的电压信号(应该注意极 性) ,在工程师站或其它编程器上检查显示状态(可能的工程显示单位为:开门/关门,启动 /停止等) ,并填写记录。 6.9.5 开关量输出通道检查 对于有源开关量输出,在工程师站上或其它编程器上发出不同的指令信号(可能的工 程单位信号为:开门/关门,启动/停止等) ,在输出通道的接线端子上,用电压表测试其输 出状态的变化(有电压/没有电压) 。 对于无源开关量输出,在工程师站上或其它编程器上发出不同的指令信号(可能的工 程单位信号为:开门/关门,启动/停止等) ,在输出通道的接线端子上,用通灯或万用表测 试其状态的变化。对于干接点输出,用通灯即可;对于固态继电器输出,则用万用表的欧 姆档(放在 10M 档以上比较明显)进行测试。填写记录。 对于直接驱动继电器的输出点,可直接监视继电器状态,并填写记录。

7 安全措施
7.1DCS 的每一个机柜首次通电时,都必须测试电源电缆对地绝缘电阻。 7.2 禁止带电插拔 DCS 系统串、并行接口外设设备。 7.3 在 DCS 系统恢复期间和通道检查期间,应定期检查各个机柜、各个操作站、工作站的 运行情况,如发现异常情况,应立即报告工作项目负责人,以便使问题得到及时处理。 7.4 在 DCS 系统调试期间,无关人员不得在工程师工作站、操作员站上进行任何操作。 7.5 参加 DCS 系统调试的所有人员,未经工作项目负责人同意,不得修改任何系统组态。 7.6 除 HIACS-5000M 系统专家外,任何人不得修改各种操作站的计算机操作系统软件、各 种组态文件及文件目录结构。 7.7 在工程师工作站和操作员站上只能使用经 HIACS-5000M 专家认可的磁盘。 7.8 在工程师站和操作员站上,禁止运行任何与工程无关的软件。

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