中石化胜利发电厂DCS检修工艺规程.docx
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1、中石化胜利发电厂DCS检修工艺规程目录1. XDPS简介1.1系统介绍1.2系统组成2. DCS主要性能指标3. 工作原理4. 检修工序4.1系统停电4.2电源检查4.3功能处理器检查、测试4.4MMI站点检修4.5MMI站通电测试4.6工程师站功能测试4.7操作员站功能测试4.8MCS系统检查测试4.9SCS系统测试4.10AI卡件及端子板检修工艺规程4.11 AO卡件及端子板检修工艺规程4.124.12XDPS SOE/DI卡件及端子板检修工艺规程4.13DO卡件及端子板检修工艺规程4.14 RTD板检修工艺规程4.15 TC板检修工艺规程4.16 DCS电源检修工艺规程4.17DPU站测
2、试4.18抗干扰能力试验5. 日常维护5.1系统维护5.2文件备份5.3外围设备6. 常见故障及处理6.1系统故障6.2功能处理器6.3输入输出卡件6.4外围设备6.5XDPS卡件更换及安全措施分散控制系统(DCS )检修工艺规程1 XDPS简介1.1系统介绍分散型控制系统(DCS distributed control system )是七十年代以来出现的一种新 型控制系统,这种系统以计算机为基础,应用了网络通讯技术、计算机技术、过程控制技 术,具有控制功能分散、操作管理集中的特点,能适应不同的应用规模和要求,便于设计、 维护和操作使用。XDPS 是新华分散处理系统(XinHua distr
3、ibuted Processing system)的缩写。XDPS 可以构成独立控制系统、分散控制系统(DCS),监控和数据采集系统(SCADA)等。它可以 完成实时数据采集、过程控制、顺序控制、报警检测、监视操作,可以对数据进行记录、 统计、显示、打印处理,并提供组态和调试工具。运河电厂XDPS系统包含三大功能,DAS数据采集系统,MCS模拟量控制系统,SCS 顺序控制系统。运河电厂XDPS系统的6对DPU按热力系统分六部分,DPU编号与系统对应 如下:#1(#21)风烟系统 #2(#22)制粉系统 #3(#23)主汽系统#4(#24)给水系统#5(#25)主控系统 #6(#26)机侧系统1
4、.2系统组成1.2.1网络组成XDPS的设计相当灵活,可以构成小到一台计算机,大到几百台计算机的控制和信息处 理系统。网络组成如下图所示:XDPS网络部分由高速数据网和连接在网上的MMI (人机接口站)与DPU (分散处理单 元)三大部分组成。DPU面向被控对象,进行快速数据I/O和闭环控制计算,完成报警检 测,同时接受操作指令和组态修改指令。MMI面向操作者,以流程图、棒状图、曲线、表 格、按钮、对话框等方式提供数据,“解释”操作指令并送到DPU。通过MMI,操作者和工 程师可对监控过程进行干预和修改,还可在网上任一台打印机上打印任何所需资料,XDPS 的数据记录统计功能在MMI上完成。1.
5、2.2MMI 组成1.2.2.1 6台冗余分布式处理单元 每台包括:冗余220V 50HZ电源供电的基本处理单元(DPU)双路48V电源双路24V电源双路15V电源双路5V电源BC卡I/O卡端子柜1.2.2.2 3台操作员站(不含DEH操作员站)每台包括:pentium MMX200 主机32MB内存 3.2G硬盘21 DELL 彩色 CRT薄膜式键盘及轨迹球操作台ISA网卡1.2.2.3 1台工程师站(ENG)包括:pentium MMX 233 主机64M内存 6.4G硬盘21 DELL 彩色 CRTISA网卡104标准键盘 Logital鼠标CD-ROM光盘驱动器软盘驱动器HP610C打
6、印机1.2.2.4 1台历史数据记录站(HSU) 包括:pentium MMX200 主机64M内存 3.2G硬盘21 DELL 彩色 CRT104标准键盘 Logital鼠标CD-ROM光盘驱动器软盘驱动器ISA网卡1.2.3 其他XDPS电源柜1个XDPS继电器扩展柜3个2. DCS主要性能指标2.1采用现有通用硬件构成主计算机,CPU为Pentium (奔腾)以上芯片,具有高性能价 格比。2.2采用成熟的计算机网络通讯技术,构成高速的冗余实时数据网。整个DCS网络有两条 10M的HIGHWAY连接而成,网上挂有6对DPU,3个OPU,5个MMI,C网为数据管理网, 同时完成与厂MIS网的
7、通讯。2.3网络上节点数1-255个任意配置,采用无主无源同轴电缆或光缆联结,单个节点故障 不影响系统。2. 4设计有分布实时数据库,对网上各节点透明。全局数据库容量达16000点模拟量,48000 开关量。2. 5很高的实时性,在一秒内可更新所有全局点;在一秒内可调出任何图形显示,最高50ms的控制周期。2.6系统集过程控制、顺序控制、数据监视和记录分析功能于一体。2.7灵活的I/O支持,除可接新华公司的I/O模块外,还可接其他常见的I/O系统和各种PLC 等。2.8基于window95/windowNT的多用户汉化图形显示,分辨率可达1280 X 1024真彩色。2.9具有直观方便的符合I
8、EC-1131-3的DPU图形组态软件。2.10具有图形显示、报表、控制、记录统计的生成工具软件。2.11具有在线的诊断至通道级的自诊断能力。2.12与厂级MIS或其他控制系统的接口。2.13拓扑结构:总线型2.14数据高速公路:双路,通讯速率为10MBIT/S2.15网络终端电阻50Q2.16网络电缆:50Q同轴电缆2.17 网卡:ISA 插槽 DLINK2.18双机切换卡:PDEX3442.19 BITBUS传输介质:普通双绞线或10条扁平电缆2.20 BITBUS系统内节点最大容量250个,最大传输距离13.2公里,采用命令/响应方式3. 工作原理:整个DCS共分为网络级、DPU过程控制
9、级、现场I/O执行级三级。由DPU控制及现场 执行级组成每套子系统的过程控制,其中DPU为核心,实现I/O驱动、是实时数据处理、 计算控制和网络管理四大功能:各I/O站完成对现场的数据(模拟量、开关量、和脉冲量 等)采集和控制,通过BITBUS通讯实现与主DPU之间的数据交换,从而实现对控制过程的 分布式控制和管理之功能。根据网络全局点目录的配置和定义,由网络通讯协议控制,完 成各DPU站点见得数据广播通讯,从而实现数据共享,包括各DPU站点的数据通过数据高 速公路发送至各操作员站、工程师站等人-机接口,各DPU站点接受操作员站、工程师站发 来的操作、组态维护命令等。各个操作员站具备同等的权级
10、,是机组控制的前台。工程师 站负责整个系统的管理维护和组态,控制组态包括在线、离线两种方式。历史数据站实现 历史数据的收集和各类报表功能。高速数据网是XDPS最重要的部分。高速数据网主要完成实时信息的共享和文件与打印 的共享。实时信息是指实时点、时钟、报警信息、系统通告信息、操作指令和组态指令等。在DCS和要求较高的SCADA应用中,由于系统的实时性要求很高,所以XDPS的高速数 据网通常分为两部分:一个为实时数据网,一个为信息数据网。信息数据网一般用由操作 系统直接支持文件与打印共享的通用网络,由于DPU没有打印和文件共享功能,因此信息 数据网只连接MMI。在小系统或低速SCADA应用中,实
11、时性要求很高,这时采用一条网实现实时信息的传 送及文件与打印共享,这也说明XDPS的数据网具有适用于不同场合的能力。不管是哪一种网络结构,XDPS网络低层可采用802.3、802.4或802.5,高层采用TCP/IP. 由于都是世界上最标准和支持最多的协议,XDPS网络有很好的可靠性和扩展性,无重复器 情况下两节点距离为300m,有重复器可在10Km范围扩展;网上可连接64个DPU节点,250 个MMI节点,系统中可定义64000全局实时点;传输速率为10 Mbps或100Mbps.整个XDPS系统可通过路由器与高层或外部网连接,作为其他网络的服务器,路由器起 到隔离作用,使它们不会相互影响,
12、只让必须的交换数据通过。通过这种方式,XDPS高速 数据网很容易联入厂级MIS网。DPU采用通用的PC结构,使用Intel 486以上CPU,内存16M以上,运行新华公司自 行开发的RAM-X实时操作系统。其中模拟量最快I/O扫描周期100ms,开关量最快I/O扫描 周期50ms.处于主控态的DPU在每一个周期内向辅控DPU拷贝必要的数据,辅控DPU可在 一个周期内实现无扰切换。DPU的组态数据和中间执行数据存放在电子盘上,断电后重新 启动无须人工干预。XDPS标准的I/O系统包括模拟量输入输出、开关量输入输出、测速、脉冲输入、接后 备手操器的回路控制卡和专用于汽机控制的阀门控制卡件等。每种卡
13、都带有CPU,完成D/A、 A/D、故障检测、消抖动、事件顺序(SOE)记录等预处理。高层的工业微机只需完成计算、 双机切换和实时数据网的接口,减轻了负担。XDPS具有60多种预定义的标准算法块,包括各种PID、自态定控制模块、算术逻辑运 算、手操器、开关操作器、超前滞后、数字逻辑等,还有实现SOE和追忆记录的特殊算法, 使SOE分辨率1ms,追忆分辨率达100ms.提供C语言接口,使用户可生成自己所需的其他 特殊算法功能,如状态变量和模糊算法。除标准的I/O卡外,根据不同的应用,XDPS可接不同的I/O系统。XDPS通过标准总 线(ISA、PCI)和串口(网络、RS-232、RS-485、P
14、rofibus、Hart 等),使用不同的 I/O 驱动,可连接不同厂商的I/O卡件和智能仪表,而其他软件硬件则无须做任何变动。因此, XDPS具有应用到各种控制和信息处理的场合的能力。XDPS中将实现全部或部分DPU功能的计算机或软件称为虚拟DPU,这样与非标准I/O 接口的计算机节点是虚拟DPU。专用的与外部控制系统接口的计算机是虚拟DPU,宿主在 MMI上进行计算,通讯的软件也是虚拟DPU。虚拟DPU的概念使XDPS中DPU、MMI的概念 清晰,接口明确,简化了设计,能适应各种控制应用场合。MMI是XDPS人机接口的途径,是收集/记录/恢复/各种记录的手段。MMI可被用作工 程师站(EN
15、G)、操作员站(OPU)、历史记录站(HSU)。所有功能又可在一个MMI上实现。MMI通常用工业PC或工作站构成,运行Window95或window NT操作系统,外接任何 Window所支持磁盘、CRT、激光/喷墨打印、跟踪球、专用控制键盘等。MMI提供强大的工程师工具,包括数据库生成工具,图形方式的流程图生成工具和图 形方式的DPU组态调试工具,使工程师能以可视的图形干预/组态/调试控制过程。通过MMI的界面,操作员可以多窗口方式看到流程图、功能组图、棒图、各种显示 方式的趋势、报警历史报警一览等。方便的通过单点、一览、成组、分层次的自检等手段 查询XDPS的工作状态。通过专用键盘或流程图
16、和功能组图中的热点,方便的干预控制过程, 其快速弹出式窗口使控制更为迅捷方便。通过路由器,XDPS可实现远程MMI功能,可进行远程监控和调试功能。4. 检修工序:4.1系统停电4.1.1系统停电前的检查、测试4.1.1.1 DPU双机切换:将主控态DPU切为跟踪态,检查原跟踪状态DPU是否无扰切换为主控状态,系统各部运行 是否正常。切换正常后,再反向切换,恢复原来控制状态,并检查各部是否运行正常。4.1.1.2各级电源测试及切换试验:A、负荷状态下,检查测试各级电源输出是否在允许范围内,并记录;B、依次进行各机柜电源(UPS/保安)的切换,检查系统工作情况,作好记录;4.1.1.3工程师站的网
17、络操作,软件检查,将各DPU组态上装并备份。4.1.2停电4.1.2.1卡件,端子板停电。4.1.2.2 DPU关机,停电。4.1.2.3柜内UPS,保安220VAC电源开关断开。4.1.2.4 DCS电源柜内至各系统的电源开关(UPS及保安)断开。4.1.2.5联系运行断开厂UPS至DCS,保安段至DCS的电源刀闸。4.1.2.6因运河电厂#1机组DCS负责空压机的远方操作,在压缩空气系统需进行远方操作 的情况下,DCS总电源和#5(#25)DPU不能停止供电,并至少保证1台OPU可用。4.2 电源检查4.2.1拔下各部电源插头,拆下电源模块;4.2.2对各部进行清灰4.2.3检查各部件有无
18、异常,插头/插座,接线端子有无烧焦现象。4.2.4外接电源,调节输入电压,波动土 10%,测量电源输出是否稳定不变。4.2.5电源电缆检查、绝缘测量。4.2.6电源复装、固定。4.2.7各系统、机柜接地电缆检查、紧固。4.2.8各部对地电阻值测试,应小于1Q4.3功能处理器检查、测试4.3.1拔掉DPU的网络三通头,电源插头,连接电缆4.3.2松开DPU机箱的固定螺丝,取下DPU,注意轻拿轻放,防止磕碰4.3.3记录各卡件的跳线设置4.3.4各卡件应放在防静电袋内进行转运、保存,如有条件应配备卡件转运箱。4.3.5清理滤网和各部的灰尘,严禁用压缩空气吹扫,清理时注意不要用手直接碰触卡件 的插脚
19、等电路金属部分,不要损伤集成电路及元件,工作时须戴接地手镯4.3.6检查主机卡、网卡、双机切换卡各部有无异常,有无变色发黑现象,检查电源插脚 是否有烧黑痕迹,检查各板件插接是否牢固,检查面板开关,指示灯是否正常。4.3.7各卡件的静电消放4.3.8核对各卡件的跳线设置无误4.3.9复装DPU各卡件4.3.10网络三通、电源插头、连接电缆检查、测试4.3.11 DPU复装、各电缆插头恢复4.4 MMI站检修4.4.1 ENG(OPU、HSU)站是XDPS系统的人机接口设备,用于系统工程师(操作员)对DCS 系统的维护、操作以及对系统的监视、历史数据收集、再现、追忆、制表等。4.4.2硬件配置:C
20、PUP II4001块硬盘8G1块软驱1.441台CD-ROM华硕24X1台CRTDELL 21 1台打印机HP 610C1台网卡D-LINK3块键盘、鼠标标准1套4.4.3软件配置:C盘内安装系统软件,包括WINNT、OFFICES等;D盘内安装了操作软件, 包括MIS通讯软件、DPU配置、DCS系统软件、人机接口软件、图形及图形 生成软件、专 用软件包等。其中:XDPS2.0为DCS操作系统目录,MMI为人机接口软件目录,DATA为配 置软件目录,ENG为MMI中可执行程序配置文件目录,FIG为模拟图目录,LIB为MAKER (制 图软件)标准库,XDPS为DPU配置及高级操作中转目录。D
21、PUBAK为DPU组态备份目录。 4.4.4主机检修:4.4.4.1系统停电前首先将DPU组态上装D:XDPS2.0X2DATAENG,并对MMI站各项功 能(软/硬件)进行测试并做好原始记录。4.4.4.2系统停电后将各电源插头从电源插座上拔下,对各电源线以及网络线、通讯线、 主机卡件做好标记以防修后安装错误。4.4.4.3将各网络线、通讯线拆下清灰并对接口各针脚进行检查,如有损坏、发黑变色应 进行修理或进行更换。4.4.4.4带好接地手镯或进行静电释放后,拆开主机箱对各部件、联结线、电源进行外观 检查,如有明显异常,应视情况进行处理。4.4.4.5将拆下的主机各部分、电源及联结线进行清灰,
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