摘要：介紹了DCS系統(tǒng)通信模件故障現(xiàn)象，針對(duì)不同的通信故障提出了不同的處理方法，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)通信問(wèn)題并做出準(zhǔn)確判斷，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：Symphony系統(tǒng);通信;故障;處理措施

0 ? ?引言

某電廠#1～#4機(jī)組ABB Symphony系統(tǒng)自2005年陸續(xù)投產(chǎn)至今存在一些通信故障，如單塊通信控制器NPM/NIS故障、主輔通信控制器NPM/NIS同時(shí)故障、環(huán)路異常中斷、通信版本不一致導(dǎo)致的信號(hào)翻轉(zhuǎn)等事件。本文對(duì)通信異常時(shí)通信模件故障進(jìn)行了分析，并提出了機(jī)組運(yùn)行期間DCS系統(tǒng)各種通信故障解決方法及處理措施。

1 ? ?單塊通信控制器NPM/NIS故障

每個(gè)PCU過(guò)程控制柜有兩對(duì)相互冗余的網(wǎng)絡(luò)接口模件——通信主模件（NPM12）和通信子模件（NIS21），當(dāng)正在運(yùn)行中的主通信模件NPM/NIS任一故障停運(yùn)后，另一對(duì)輔通信模件NPM/NIS立即切換為主控制器，同時(shí)NPM及NIS故障狀態(tài)燈顯示相對(duì)應(yīng)的故障代碼。通過(guò)查對(duì)常見的故障代碼及現(xiàn)象，便可基本判斷出故障原因及位置（表1）。

通信控制器故障時(shí)，一般用專用工具復(fù)位STOP/RESET按鈕，觀察NPM12中的狀態(tài)LED綠色且CPU LED的8燈亮，NIS21狀態(tài)燈綠色時(shí)，說(shuō)明NPM12與NIS21處于熱備用運(yùn)行狀態(tài)，可以隨時(shí)正常切換。當(dāng)復(fù)位STOP/RESET按鈕無(wú)效，通信卡件仍然故障時(shí)，需要更換通信模件NPM/NIS;當(dāng)確認(rèn)通信模件是好的，但通信仍然故障時(shí)，需要逐步排查同軸電纜NKTL01-3、端子板同軸電纜NKTT01、連接電纜NKLS01甚至在線更換NTCL01端子板，在線更換NTCL01端子板時(shí)一定要記住更換順序，且工作時(shí)要細(xì)心謹(jǐn)慎，確認(rèn)一路環(huán)路正常后方可更換另一路，避免整個(gè)環(huán)路斷開。

2 ? ?主輔通信控制器NPM/NIS同時(shí)故障

極端情況下，正在運(yùn)行的NPM/NIS控制器異常，在迅速切換至另一對(duì)熱備用NPM/NIS時(shí)，可能由于冗余鏈異常、連接電纜異常、通信端子板異常等現(xiàn)象導(dǎo)致無(wú)法正常切換，此時(shí)主輔通信控制器NPM/NIS同時(shí)故障，PGP站中故障PCU柜內(nèi)所有監(jiān)視參數(shù)異常，造成控制柜內(nèi)通信失去監(jiān)視，運(yùn)行監(jiān)視人員失去畫面監(jiān)視，柜與柜之間環(huán)路通信失去聯(lián)系，某些涉及重要保護(hù)的信號(hào)出現(xiàn)異常，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓹C(jī)組異常跳機(jī)。

2015年10月，#3機(jī)停機(jī)檢修期間，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)部分MCS畫面變成粉色，M22柜通信控制器NPM12報(bào)故障。熱控人員來(lái)到控制柜內(nèi)看到主輔NPM12控制器狀態(tài)燈均變紅，查找故障代碼3、4、5、6對(duì)應(yīng)原因是端子單元的繼電器或保險(xiǎn)絲故障或電源出錯(cuò)。通過(guò)重新復(fù)位故障NPM12，發(fā)現(xiàn)通信端子板NTCL01繼電器不停地吸合，然后NPM12繼續(xù)狀態(tài)燈紅;復(fù)位另一塊故障NPM12，M22柜通信恢復(fù)正常。因此，確認(rèn)該通信端子板NCL01有異常，并更換一塊新的NTCL01。

事后熱控人員通過(guò)觀察#1～#4機(jī)通信故障檢修記錄，發(fā)現(xiàn)#3～#4機(jī)通信故障率較高，且其他電廠也出現(xiàn)過(guò)類似問(wèn)題，經(jīng)確認(rèn)通信端子板NTCL01部分批次（THTJ09A0001～THTJ10J0200）存在質(zhì)量瑕疵，端子板上的LED故障容易導(dǎo)致整個(gè)NTCL01異常。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，#3～#4機(jī)總共有55塊需召回的端子板，其中M22柜兩塊NTCL01都屬此批質(zhì)量瑕疵的端子板，對(duì)機(jī)組造成了極大的安全隱患，因此利用檢修機(jī)會(huì)徹底更換了這批NTCL01端子板，通信故障率大大降低。

機(jī)組運(yùn)行期間，若主輔通信控制器NPM/NIS同時(shí)故障，運(yùn)行監(jiān)視人員失去畫面監(jiān)視，需立刻派人去現(xiàn)場(chǎng)將部分M/A硬手操站切至就地操作，并實(shí)時(shí)監(jiān)視及匯報(bào)就地相關(guān)重要參數(shù)，熱控人員在做好足夠的事故預(yù)想及安全措施情況下，退出相應(yīng)的保護(hù)及聯(lián)鎖，及時(shí)處理NPM/NIS異?，F(xiàn)象，確保至少一對(duì)NPM/NIS通信模件工作正常，觀察無(wú)問(wèn)題后再逐步處理和解決另一對(duì)NPM/NIS通信模件的異常，確保機(jī)組安全運(yùn)行。

3 ? ?通信版本不一致導(dǎo)致的信號(hào)翻轉(zhuǎn)

（1）2009-05-01T07：14：39，#1機(jī)組在AGC—CCS方式運(yùn)行，汽機(jī)#1～#4高壓調(diào)門及中壓調(diào)門突然快速瞬間關(guān)閉，經(jīng)檢查初步判定原因?yàn)镺PC保護(hù)輸出硬件回路中OPC保護(hù)繼電器動(dòng)作或通信信號(hào)存在翻轉(zhuǎn)可能，并在機(jī)組停運(yùn)期間取消了TPS02的端子板上的OPC和低壓遮斷TRIP的第四個(gè)繼電器輸出，防止OPC硬回路繼電器誤動(dòng)作。

（2）2010-03-12T11：23：12，#1機(jī)組運(yùn)行中#1～#4高壓調(diào)門及中壓調(diào)門突然關(guān)閉，約2 s后調(diào)門自動(dòng)恢復(fù)正常，機(jī)組CCS切除、AGC退出、VV閥打開。由于關(guān)閉時(shí)間較短，未對(duì)機(jī)組負(fù)荷造成影響。經(jīng)過(guò)排查分析，發(fā)現(xiàn)DEH控制邏輯中RUN AUTO開關(guān)量信號(hào)從2號(hào)控制器至4號(hào)控制器傳輸過(guò)程中出現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)。

（3）2011-08-30T10：06：37，#1機(jī)組運(yùn)行中#1～#4高壓調(diào)門及中壓調(diào)門突然關(guān)閉，DEH迅速切換到手動(dòng)方式，約1 s后調(diào)門自動(dòng)恢復(fù)正常，機(jī)組實(shí)際負(fù)荷從600 MW迅速降到200 MW后又返回至600 MW。經(jīng)檢查，汽輪機(jī)調(diào)門關(guān)閉是DEH的調(diào)門嚴(yán)密性試驗(yàn)信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)所致（圖1）。

ABB Symphony這種DCS發(fā)生通信信號(hào)翻轉(zhuǎn)比較常見，同一個(gè)PCU過(guò)程控制站內(nèi)，不同的BRC之間采用ControlWay進(jìn)行通信，由于是偶發(fā)性的，比較難排除，但造成的影響卻是不容忽視的。為了保證機(jī)組的安全，盡量減輕信號(hào)翻轉(zhuǎn)造成的危害，采取以下優(yōu)化措施：

（1）優(yōu)化DEH控制器邏輯，梳理重要通信信號(hào)、汽機(jī)跳閘及其他重要保護(hù)類信號(hào)以及可能引起機(jī)組擾動(dòng)的信號(hào)，尤其是BRC控制器之間的通信，采用可靠的三取二多重信號(hào)攝取方法，大大提高了各種重要通信信號(hào)的可靠性。

（2）梳理DEH控制器內(nèi)某些重要功能或試驗(yàn)性的通信信號(hào)，如主汽閥嚴(yán)密性試驗(yàn)、高中主及調(diào)門活動(dòng)試驗(yàn)、噴油試驗(yàn)及AST遮斷電磁閥試驗(yàn)等，采用試驗(yàn)信號(hào)與上機(jī)組并網(wǎng)信號(hào)或試驗(yàn)投切按鈕信號(hào)進(jìn)行屏蔽，防止信號(hào)異常翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象而導(dǎo)致調(diào)門非正常情況關(guān)閉。

（3）減輕ControlWay的通信負(fù)荷，采用批量通信的功能碼來(lái)接收通信信號(hào)，即采用DIL/B來(lái)代替DI/B接收開關(guān)量數(shù)據(jù)，采用AIL/B來(lái)代替AI/B接收模擬量數(shù)據(jù)，這樣可以把ControlWay的通信負(fù)荷降低到原來(lái)的1/8。DIL/B或AIL/B可以用一個(gè)通信包傳輸8個(gè)信號(hào)，通信效率較高;而DI/B或AI/B一個(gè)通信包只能傳輸1個(gè)信號(hào)，通信效率低。

（4）對(duì)某些重要的通信信號(hào)增加質(zhì)量檢測(cè)，當(dāng)通信故障時(shí)，可以采用暫時(shí)保持1～2個(gè)通信周期的方法，以應(yīng)對(duì)通信的翻轉(zhuǎn)。

（5）對(duì)DCS系統(tǒng)的ControlWay進(jìn)行徹底的檢查測(cè)試，檢查MMU底板電壓、ControlWay通信線電壓、通信處理模件NPM等，排查ControlWay通信在硬件上可能存在的問(wèn)題。

（6）對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行通信測(cè)試、環(huán)路檢查、切換試驗(yàn)、接地電阻檢查、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴測(cè)試、操作員站電腦升級(jí)及PGP軟件升級(jí)等，增強(qiáng)過(guò)程控制站及操作員站響應(yīng)速度及數(shù)據(jù)處理能力。

（7）目前NPM12最穩(wěn)定的通信C.W版本為A2（9D49），在相關(guān)ABB控制系統(tǒng)事件報(bào)告中仍然多次出現(xiàn)過(guò)通信開關(guān)量信號(hào)翻轉(zhuǎn)、通信上環(huán)點(diǎn)數(shù)值異常、通信負(fù)荷率高、通信模件故障率高等情況，這是因?yàn)镹PM12通信本身版本存在缺陷。目前NPM22版本C.W為A4（6D18），是NPM12處理能力的4倍、整體性能的2倍，將控制器BRC300/BRC400的版本升級(jí)至M7，C.W為6D18（A4），系統(tǒng)抗干擾能力大大加強(qiáng)。#1～34機(jī)NPM12升級(jí)改造為NPM22后，到目前為止已運(yùn)行5年以上，未見到任何通信異?，F(xiàn)象。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

ABB Symphony控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)境是有一定要求的，因此，要盡量做好電子室的溫度/濕度控制、防塵工作，同時(shí)機(jī)組檢修期間要做好電源、BRC、NPM通信網(wǎng)路的冗余切換工作，排查各種隱患，減少通信各環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障的概率，避免處理DCS系統(tǒng)故障時(shí)誤動(dòng)作，防止異常現(xiàn)象導(dǎo)致事故擴(kuò)大，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1] ABB公司培訓(xùn)中心.Symphony系統(tǒng)操作手冊(cè)[Z]，2002.

[2] 浙能技術(shù)研究院.浙能集團(tuán)機(jī)組DCS運(yùn)行、維護(hù)專題研討會(huì)資料匯編[Z]，2014.

收稿日期：2020-07-28

作者簡(jiǎn)介：楊雙朋（1982—），男，湖南益陽(yáng)人，熱能動(dòng)力工程工程師，主要從事大型火力發(fā)電廠熱工設(shè)備的管理與檢修工作。