某联合循环机组DCS数据传输故障分析及处理措施

一、M701F 联合循环机组 DCS 网络构成 M701F 联合循环机组控制系统主要由燃机控制系统（TCS）、燃机保护系统（TPS）、高级燃烧器压力波动监视 系统（ACPFM）、过程控制系统（PCS）、余热锅炉控制系统（HRSG）、电气控制系统（ECS）、公用电气控制系统（CECS）、公用控制系统（COM）、网关控制系（GWC）和公共网关控制系统（CGWC）等组成（见图1）。集控室装有 9 台公用 OPS（操作员站），监控 3 台机组和公用系统的运行。每台机组在电子设备间和集控室各设有 1 台 OPS，工程师控制室设有 2 台冗余 ACS（历史数据站），1 台（工程师站）EMS/OPS。工程师控制室还设有公用系统 2 台冗余 ACS，1 台 EMS/OPS 公用。由图 1 可以看出，2 号机组的 MPS（多功能过程站，如 ：TCS、TPS、HRSG、ACPFM 等）和集控室公用 OPS 间的信息与数据的交换都要通过 2 台冗余的路由器（CISCO  2811）进行。路由器的 DNS 设置为对应 ACS 的网络地址，也就是集控室公用 OPS 与机组 MPS 之间的数据交换都要经过对应机组的 ACS。每台机组就地 OPS 和在集控室的 OPS 及工程师站的 EMS/OPS直接与机组 MPS 进行数据交换。 二、故障现象及原因分析 1. 故障现象 该联合循环电厂 2 号机组自投运以来，多次出现集控室公用 OPS 短时（约 2 min）无数据或数据更新滞后现象， 故障发生时所有公用 OPS 与 ACS 的通信中断，故障出现的时间一般在并网前后。热控人员每次检查都确认各 MPS运行无异常，重新启动 ACS后公共 OPS 功能恢复正常。

2. 原因分析

（1）公共 OPS 上显示的所有信息和数据都要经过 ACS查询，ACS 的 CPU 负荷、内存使用率或硬盘访问量过高会导致 ACS 死机，公用 OPS 上就不能显示本台机组数据。 （2）ACS 配置较低导致其负荷过高，由于数据量大，处理数据时间过长，从而造成的 ACS 数据传输不畅，更新 滞后，直至不更新。ACS 配置为 Dell  PowerEdge1800 服务器，千兆以太网卡，1 G 内存，40 GB SATA 硬盘（7.2K PRM），硬盘剩余空间很小。 （3）端口使用冲突，也会导致所有操作员站画面无响应。为了与第3方软件进行通讯，系统根据实际需要定义了一些端口，但是端口相互冲突，会导致画面死机、无法操作。 （4）各台工程师站、操作员站和历史数据站上运行的工程配置文件参数设置不正确，或各台计算机参数设置不能很好配合，从而导致画面无响应或画面响应速度慢。

（5）ACS 历史数据趋势点配置数量不合适，也会导致系统不稳定。当历史趋势点配置过多、ACS 负荷过重，会 导致运行缓慢或 ACS异常死机。 （6）路由器参数配置不当或选型不当，网络负荷过高时导致路由器堵塞而 OPS 收不到任何数据。

（7）ACS、OPS 网卡配置不当而导致网络数据传输不稳定引起 OPS 无数据显示。 （8）DCS运行时间较长的情况下，维护人员不断更替，MPS 和 ACS 的组态也不断变化，但组态只加不减，有一 部分组态实际上已没有与真正的 I/O 点相连。所以其中有大量的数据点是无效的，因而容易造成网络堵塞，人机界面就发生无数据现象。 （9）网络自身结构问题。控制系统网络结构设置不合理或采用的通信协议不科学造成网络通信负荷率高。 三、改进措施 1. 故障发生后的解决措施针对 2 号机组频繁发生公用 OPS 画面无数据、画面反应慢或者数据更新滞后的现象，热工技术人员把 2 号机组和 3 号机组使用的路由器调换使用，发现问题依旧，排除了路由器故障。在不能确问题原因的情况下采取了临时应对措施 ： （1）提高 ACS 配置。硬盘更换为 160GB，内存升级为2GB，设置硬盘 C 分区（系统分区）和 D 分区（数据分区）虚拟内存为 2 ～ 4GB。 （2）定期重启 ACS。由于 M701F 联合循环机组两班制运行，每周日重启 ACS一次，减少故障发生的可能性。 （3）2 号机组并网前后保持最小数量的 OPS 终端程序运行，降低 ACS和网络通信负荷率。 （4）加强 DCS 系统运行检查，对控制系统模件的异常状态及时处理，及时清除系统所要求处理的事件，如打印 机故障报警、压力波动传感器频繁报警等。 （5）定期检查各通信线路连接是否牢固，检查通信接口是否正常；定期对各通信模件、端子进行试验，保证通信模件的正常工作，做好机组运行中的设备维护和巡视，检查通信状态，防止通信故障。 （6）删除MPS和ACS组态中无效的数据点和逻辑组态，删除多余的历史趋势曲线，使人机界面组态数据库与控制 器一致，从而减少网络负载，减少人机界面死机可能性。采取上述措施后，2 号机组没有再发生画面数据无显示 或更新慢现象。DCS 的稳定可靠是电厂安全经济运行的关键。2 号机组 ACS 经过升级后，即使所有公共 OPS 终端运行，也没有出现过画面无数据的情况。升级后机组长时间运行实践表明，现已没有出现过 DCS 画面反应慢和数据更新滞后的问题，证明该 DCS 的改进是成功的。由于 DCS 画面反应慢或无数据与诸多因素有关，需要技术人员与 DCS 制造厂密切合作，从 DCS 数据传送原理上进行更深入的分析，才能彻底防止类似故障再次发生。