350MW机组热工设备检修工艺规程 分散控制系统.docx
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350MW机组热工设备检修工艺规程分散控制系统
第1章SYMPHONY分散控制系统检修规程
1.1SYMPHONY分散控制系统检修规程
1.1.1概述
SYMPHONY分散控制系统是ABB贝利控制公司推出的最新型产品。
它是计算机技术,控制技术,通讯技术和图形显示技术相结合的产物,是完成过程控制,过程管理的现代化设备。
SYMPHONY系统主要由过程控制单元(HCU),人系统接口站(HSI),计算机接口(ICI)把他们联成一个系统的通讯环路C-NET。
具有硬件积木化,系统分散化,软件模块化,系统功能综合化,高可靠性,维护使用方便的特点。
厂区环路结构是目前SYMPHONY系统最为普遍的一种结构形式。
厂区环路是SYMPHONY模件共同采用的高速串行通讯通道,支持250个节点,每个节点到下一个节点的最大距离为2000米。
SYMPHONY系统应用于辽宁东方发电有限公司#1机组、#2机组和公用系统共3个C-NET环路,其中#1、#2环路各37个机柜,公用系统6个机柜,其中电源柜1个,BMS系统6个,CCS系统3个,锅炉SCS7个,汽机SCS8个汽机MCS2个,DEH3个,电气ECS3个,灰渣2个,小汽轮机2个;公用系统6个机柜,其中电气公用2个,机组公用3个,远程I/O1个。
东方两台机组SYMPHONY开放系统网络示意图:
HSIEWSHSIEWS
各HCU控制柜历史站HCU控制柜
ICIHCU
SOE
远程I/O柜
注:
HCU:
过程控制单元
HSI:
操作员接口站
ICI:
计算机接口
SOE:
事故顺序追忆
C-NET:
环路接口
1.1.2技术规范
1.1.2.1分散控制系统的外部条件
1.1.2.1.1分散控制系统的环境
1.1.2.1.1.1控制室及电子设备间的空气质量
a)控制室及电子间空气微粒浓度应达到二级标准
b)控制室及电子间内机柜滤网应定期清洗和更换
c)机柜内电缆孔洞应封堵
d)空气流通不仅要考虑补充新鲜空气,而且要维持控制室及电子设备间处于微正压。
减少粉尘进入
e)工作人员进入电子设备间内应着装干净,且进入电子设备间内须办理相应的登记
f)每年对控制室及电子设备间环境空气质量进行一次测试
1.1.2.1.1.2控制室及电子设备间的温度和湿度
a)电子设备间的环境温度保持在18——24ºC,温度变化率应小于或等于5ºC/h。
b)相对湿度保持在45%—70%
1.1.2.1.1.3分散控制系统远程设备环境
分散控制系统现场布置的远程设备环境的空气质量、温度、湿度应满足制造厂的要求。
1.1.2.1.1.4电磁干扰
a)机组运行时,在电子设备室内不宜使用产生电磁干扰的设备,如手机、对讲机等
b)机组运行时,严禁在电子设备间用电焊机、冲击钻等强电磁干扰设备
1.1.2.2分散控制系统电源及接地
1.1.2.2.1供电系统
1.1.2.2.1.1不间断电源(UPS)
a)分散控制系统正常运行时,UPS和保安段分别作为冗余的两路电源给DCS系统供电
b)UPS二次侧不经批准不得随意接入新的负载。
最大负荷下,UPS容量应有20%—30%的余量
c)UPS供电主要技术指标:
电压波动:
<10%额定电压
频率范围:
50Hz±0.5Hz
波形失真:
<5%
备用电源切投时间:
<5ms
电压稳定度:
稳态时<±5%,动态时<±10%
频率稳定度:
稳态时<±1%,动态时<±10%
UPS应有过电流、过电压、输入浪涌保护功能、并有故障切换报警显示
1.1.2.2.1.2电源分配
a)在机组正常运行的状况下,两路电源分别对DCS系统供电
1.1.2.2.1.3分散控制系统接地标准
a)DCS机柜外壳不允许与建筑物直接相连,机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将各机柜相应地线连接后,再用两根铜芯电缆引至地极。
b)应保证DCS系统满足“一点接地”的要求,整个接地系统最终只有一点接到接地地网上,并满足接地电阻的要求
c)DCS输入输出信号屏蔽线要求单端接地,信号端不接地,屏蔽线应直接接在机柜地线上;信号端接地,屏蔽端在信号端接地
d)DCS单独设备接地地网时,专用接地网周围不允许有大型电力设备的接地极;DCS不设置专用接地网而利用全厂公用接地网时,DCS的接地极也应远离大型电力设备的接地极
1.1.2.2.1.4DCS系统接地检查与测试
a)DCS机柜外壳不允许与建筑物直接相连,机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将各机柜相应地线连接后,再用两根铜芯电缆引至地极
b)地线与地极连接点应采用焊接方式,焊接点无断裂、虚焊、腐蚀;机柜间地线可采用螺栓固定方式,要求垫片、螺栓紧固,无锈蚀
c)接地地极无松动,接地电阻应符合要求
d)从机柜到电气的整个接地系统接地电阻应符合接地电阻要求
e)输入、输出信号屏蔽线应符合单端接地要求
1.1.2.1过程控制单元(HCU)
过程控制单元(HCU)是SYMPONY系统的核心部件。
由它完成回路控制,顺序逻辑控制和数据采集的任务。
一个过程控制单元(HCU)是SYMPONY厂区环路上的一个节点,它可以和环路上的其它节点(如:
HCU,HSI,ICI)进行通讯,其主要作用有;
1)与现场连接向整个系统提供I/O数据
2)经过组态使HCU能够进行现场所需的各种类型的控制特性
3)将采集的现场数据进行特定的处理形成所需的数据
4)经过配置满足各种I/O信号
5)通过标准接口满足各种I/O信号
6)成为整个系统的现场执行机构,并参与整个系统的通信
HCU是一个柜式现场结构,主要包括机械安装结构、数据通信结构、过程控制结构、现场连接结构和系统电源结构五大部分。
1.1.2.1.2HCU检修项目:
1)清理防尘滤网和机柜
2)清理模件槽位及插座
1.1.2.1.3HCU检修标准
1)清扫后控制柜应洁净,无灰尘
1.1.2.1.3清扫注意事项
1)控制柜清扫必须在停电后进行
2)清扫前应将模件拔出、拔出的模件做好防护和防静电措施
3)吹扫时应用防静电吸尘器吸尘和用0.2MPa的氮气进行吹扫
4)吹扫后要对机柜内的接线、接地进行检查
5)按照DCS厂家的检查标准逐项进行检查、记录
1.2电源装置检修
1.2.1东方机组Symphony系统采用的是MPSIII电源系统,其主要特点是
a)可调整的电源系数
b)可在线更换电源部件
c)监视特性
d)可接收多种输入电源
1.2.2MPSIII的结构
一般MPSIII的基本结构包括:
电源输入盘、电源安装架、块状电源、风扇组件和直流总线监视组件等。
1.2.2.1电源输入盘
电源输入盘PEP的主要功能是将外部电源引入系统。
它包括了12种不同的型号供选择。
1.2.2.2风扇组件
电源系统的风扇组件为HCU的系统模件运行提供冷却。
每一风扇的运行电压是24VDC。
其电源通过电源总线棒及电缆连接至风扇上。
其型号为P-HA-RPS-FAN3000。
1.2.2.3DC总线监视组件DCBUSMonitoringAssembly
DC总线监视组件在系统电压将在系统电压的电压降低时,产生一个PFI信号,至控制模件使其关闭所有通道而保证安全。
这一组件被固定在电源安装架后部的DIN架上。
它通过一根电缆与DC总线棒上相应的总线电压如+5VDC、±15VDC、MCOM、PFI端连接,并监视每一个电压,在出现问题时产生PFI信号。
1.2.2.4电源安装架
电源安装架提供了各装置的安装槽位,其型号为P-HA-RPS-CH100000。
1.2.2.5块状电源
块状电源可以插入电源安装架内,并用螺栓加以固定。
该电源具有15种不同的型号供选择。
这一电源即可为系统运行提供如+5VDC、±15VDC工作电源,也可提供现场如+24VDC、+48VDC、+125VDC等电源。
系统具有的共担电路,可由冗余的电源承担输出电流,并且AC输入电源的有效电源系数调整最大可达0.95。
块状电源监视它的输出和内部温度,并通过LED显示电源的当前状态。
1.2.3MPSIII的技术参数
参数类型
具体参数
电源输入
电压
电流
浪涌电流
频率
总谐波变形
有效值
电源系数
102-256VAC、102-144VDC
12.5A/每一电源
40A峰值
47-63HZ
小于5%
70%/满负荷
0.95/最小输入电流大于5A
电源模件架
输出总线容量
100A/+5.1VDC最大
8A/±15VDC最大
35A/+25.5VDC最大
9A/+49.1VDC最大
5A/+125VDC最大
电源输入盘分离设备
输出总线容量
25A
系统风扇
输入电源
风扇组件:
0.75A/+24VDC
门风扇:
0.70A/+24VDC
监视功能
监视跳闸点
+4.75A/+5VDC
+14.75A/±15VDC
电源故障中断(PFI)
1个输出,集电极开路驱动,逻辑0=电源故障
逻辑0小于等于0.8VDC/10mA汇点电流
逻辑1大于等于4.75~5.25/80чA源点电流
电源输出
电压/电流
模件输出5+15-152448125
正常输出5.0915.10-15.1025.0549.1125.6
最小输出5.0414.95-14.9524.3548.5123.1
最大输出5.2515.75-15.7526.8049.6128.1
最大吻波1001501503006001000
和燥声
1.2.3电源检修标准
1.2.3.1 自备不间断电源(UPS)检修内容为:
a)机组停运,系统退出运行。
正常停运热控自备UPS电源所供电的用电设备,然后关掉UPS的开关,拔掉UPS的连接插头。
b)UPS清扫检修后,外观检查应清洁无灰、无污渍;输出侧电源分配盘电源开关、熔丝及插座应完好;紧固各接线;UPS蓄电池应无漏液,否则应更换蓄电池。
c)接通电源,热控自备UPS启动自检正常,各指示灯应指示正常,无出错报警;测量UPS电源各参数应符合制造厂规定。
1.2.3.2 模件电源、系统电源和机柜电源检修内容为:
a)清扫与一般检查:
1)停用相关系统,对各电源插头或连线做好标记后拔出。
2)清扫电源设备和风扇,小心拆下电源内部配件,仔细检查内部印刷线路板上应无烧焦痕迹,各元件应无异常,各连线、连接电缆、信号线、电源线、接地线应无断线或松动,并重新紧固;电源内部大电容应无膨胀变形或漏液现象,否则应更换为相同型号规格的电容;检查熔丝,若有损坏应查明原因后换上符合型号规格要求的熔丝。
3)测量变压器一次侧、二次侧之间和一次侧端子对地间的绝缘电阻应符合规定。
4)复原电源内部配件,检修后设备应清洁无灰、无污渍;根据记录标记插好所有插头并确认正确后上电。
b)上电检查试验:
1)通电前检查电源电压等级设置应正确;通电后电源装置应无异音、异味,温升应正常;风扇转动应正常、无卡涩、方向正确。
2)根据要求测量各输出电压应符合要求。
3)启动整个子系统,工作应正常无故障报警,电源上的各指示灯应指示正常。
4)对于冗余配置的电源,关闭其中任何一路,检查相应的控制器应能正常工作,否则应进行处理或更换相应电源。
1.2.3.4
a)电源检修应在停电后进行
b)电源检修前,对电源的各开关设置及接线做好记录
c)对电源进行通电试验,调试各种参数,使其符合厂家要求
1.2.4冷却风扇检修标准
a)冷却风扇是分散控制系统中的易损部件,应定期更换
b)风扇更换前应保证所换的风扇电压、功率、转速与原风扇一致
c)风扇的电源接线必须牢固可靠
d)必须保证风扇转动方向正确
e)风扇更换后,应做好记录,以便确定风扇的更换周期
1.3模件检修标准
1)模件检修内容
a)外观检查
b)模件的吹扫和清洗
c)模件的回装
2)摸件检修标准
a)外观检查无损坏,印刷电路板上各拨码开关位置正确
b)吹扫后模件应清洁
c)回装后模件状态指示灯正常
3)模件吹扫和清洗方法
a)吹扫工具:
带滤网的减压阀一个、防静电空气枪一个、防静电接地环若干、防静电板一个、大功率吸尘器一个
b)吹扫方法:
◆仪表空气接入减压阀入口
◆防静电空气枪接至减压阀出口,并将减压阀输出压力调到0.5Mpa
◆防静电板接地
◆工作人员戴上防静电接地环
◆开启吸尘器
◆模件放在防静电板上用空气枪吹扫模件
c)模件的清洗
◆模件清扫后,应对模件的电路板插接器和吹扫后仍残留污物的部位进行清洗
◆必须使用专用的清洗剂进行清洗
4)检修注意事项
a)模件拆卸及清扫应必须在停电后进行
b)模件清扫前应将模件的位置做好标记,记录下各设置开关、跨接器的位置,以便吹扫后进行核对
c)工作人员在插拔模件和清扫模件时必须戴上防静电接地环,并尽可能不触及电路部分
d)模件回装前应仔细核对模件编号、设置开关
e)插入模件时应注意导槽位置正确、防止模件损坏
f)回装后,保证插接到位,连接可靠
g)模件拆下后,要放在静电袋中保存
1.3.1多功能处理器(BRC100)
1.1.2.2.1概述
多功能处理器(BRC)是一高性能的控制处理器。
它能够根据组态完成过程控制和其它有关过程的数据管理等主要功能。
a)具有很好的数据采集及处理能力
b)能够完成从简单单回路到复杂多回路控制及复合类型的控制
c)通过系统配置的标准接口,相应的编程能力形成特殊的接口,完成与第三方设备和网络的连接
BRC印刷电路板上的硬件主要包括:
微处理器芯片(32MHZ主频),存储器(ROM,1M),随机存储器(RAM,2M),带后备电池的随机存储器(NVRAM,512K)等。
BRC有3种操作方式:
执行方式、组态方式和出错方式。
在执行方式,BRC执行用户组态控制方案,在组态方式,用户可以改变BRC的控制方案,而不参与控制,如果在执行期间发现了任何错误,BRC将进入出错状态。
为了提高系统的可靠性,BRC采用冗余配置,一个叫主BRC,另一个叫后备BRC。
后备BRC和主BRC的组态完成相同,当主BRC工作时,后备BRC在“热备用”方式下进行等待,一旦由于某种原因主BRC离线,后备BRC就会无扰动地自动切换上去承担控制任务。
BRC模件的检修除满足以上模件检修标准外还应满足以下标准
1.1.2.2.4回装后的诊断
模件上电后,可通过模件前面板的LED指示灯来判断模件的状态,在前面板上的16个指示灯共分A、B两组,其中A组为指示运行状态或在出错时指示出错代码,B组LED在模件离线时指示诊断信息。
1.3.2网络接口子模件(INNIS11)
INNIS11是一个具有微处理器,并通过并行总线X.B与NPM模件偶合的通信接口子模件,它能够与Cnet上所有的节点实现通信。
NIS是一单印刷电路板,并占用一个模件安装单元槽位的模件。
在前面板具有16个LED来显示模件的出错代码、事件、出错记数等。
在模件的后部具有三个板边连接器P1、P2、P3,用来连接模件使用的逻辑电源、NPM、Cnet等。
NIS模件能处理四种类型的信息如:
广播类信息、时间同步类信息、多目的节点信息、NIS查询信息等。
NIS的开关设置:
SW1节点地址,用来设置在一环路上,相应设备所具有的节点地址,其范围为:
1~250个地址
SW2环路地址:
在具有中心环及子环的情况下,使用该开关设置各个环路的相应地址。
环路地址为1~250。
一般主环路上的所有节点,其地址都应设置为1。
其它子环的地址将依次排列从2~250地址。
SW4模件地址,用来设置模件扩展总线的地址,其范围为:
0~7个地址。
SW3环路方式设置开关,用来设置模件校验、LED显示方式、诊断方式等。
NIS显示的出错代码
代码
LED87654321
状况
13
00010011
ROM校验和出错
16
00010110
环路返回测试出错
31
00110001
CPU或存储器故障
32
00110011
地址或总线出错
33
00110011
非法指令
34
00110100
扫描/未指定的例外
35
00110011
虚假/未指定的例外
36
00110110
被0除/校验和/格式化出错
37
00110111
抑制指令
38
00111000
开关至无效设置
3E
00111110
NIS/设备握手出错
1.3.3INNPM12网络处理子模件
INNPM12网络处理子模件是HCU内,通信模件对中的主模件。
它不仅具有处理器和存储器等元件,而且还支配NIS模件的运行。
当NPM查询出错误时,它将迫使NIS与NPM一起被Cnet旁路,并复位冗余模件对,由冗余模件对替代原模件运行。
在NPM模件内不仅保持着例外报告发送数据库,而且还直接控制现场控制单元通信接口的工作。
NPM在Cnet环与控制通道间建立了传递信息的通道。
它通过控制通道与同一HCU内的控制模件通信,或采集数据,或下装数据。
代码
LED87654321
状况
0D
00001101
I/O扩展总线出错
0E
00001110
冗余NPM模件地址重复
12
00010010
INNIS11模件没有响应
13
00010011
ROM校验和出错
14
00010100
I/O扩展总线信息出错
15
00010101
环路返回故障
31
00110001
CPU或存储器故障
32
00110010
地址或总线出错
33
00110011
非法指令
34
00110100
扫描/特许的违反
35
00110011
虚假/未指定的例外
36
00110110
被O除/校验和/格式化出错
38
00111000
NIS/NPM开关设置有差别
39
00111001
环路有重复节点号
3C
00111100
端子单元的继电器或保险丝故障或电源出错
3D
00111101
与NIS所谓固件不协调
3F
00111111
按Stop开关模件停止
1.3.4IMFEC12高电平模拟输入子模件
IMFEC12是标准的高电平电压、电流模拟输入信号的子模件。
为多功能处理器模件提供15路标准的现场模拟信号,为现场提供+24V电源。
1.3.4.1IMFEC12模件的主要功能结构
●模件输入:
将现场采集的模拟电流信号变成电压信号,并进入A/D转换器;
●微处理器和控制逻辑:
主要功能包括在RAM中存储数据,读或传递数据至控制器模件;
●模拟数字转换器:
将采集的模拟信号转换成数字信号;
●I/O子总线接口:
将已数字化的现场信号或信号质量判别信号传递至MFP处理器,同时可写入处理器的相应要求。
1.3.4.2IMFEC12模件板边连接器的标注
P1具有12芯,用来连接逻辑电源。
P2具有12芯,用来连接控制模件的子总线。
P3具有30芯,用来连接现场15路输入信号。
1.3.4.3IMFEC12模件的通道特性
通道数量
15路独立高电平信号输入通道
通道性质
1~5V、4~20mA、-10V~+10V、0~1V、0~10V、0~5VDC
测量精度
0~1VDC:
0.25%;其余0.1%
端子及电缆
NTAI05、NKTU01
对应功能码
FC132
1.3.4.4IMFEC12模件使用NTAI05端子的有关设置
IMFEC12模件的S1开关用来设置模件地址。
在NTAI05上具有XU1~XU17跨接器。
其中XU1~XU15用来设置每一通道的供电、输入方式;XU16没有使用;XU17用来设置输入信号类型。
1.3.4.5IMFEC12模件的使用前检查
模件投入运行前必须进行下列检查:
a)外观检查:
表面清洁、印刷板插件无油渍,轻微敲击后无异常。
b)功能检查:
检查各通信口;
c)状态检查:
在工程师站上对模件状态进行检查;
1.3.5IMASI13高电平、低电平模拟输入子模件
IMASI13是通用模拟量信号输入的子模件。
在模件的前面板具有2个LED,用来显示模件状态;在模件的后部具有P1、P2、P3板边连接器,用来连接模需要的电源、总线、现场信号等。
1.3.5.1IMASI13模件的每通道可单独组态,连接如下类型的现场信号:
多种型号的热电偶
多种型号的热电阻
毫伏小信号
高电平电流、电压信号
在端子上具有热电阻可对热电偶进行冷端温度补偿。
1.3.5.2IMASI13模件的板边连接器
P1:
12芯,用来连接逻辑电源
P2:
12芯,用来连接控制模件的子总线
P3:
50芯,用来连接现场信号
IMASI13模件的输入特性:
通道数量
16路独立高/低电平信号输入通道
通道性质
高电平:
1~5V、4~20mA、-10V~+10V、0~10V、0~5VDC
低电平:
TC:
E、J、K、L、N、R、S、T、U、中国E、S
RTD:
铜电阻、铂电阻、镍电阻
测量精度
4~20mA:
0.02%;TC/mV:
0.03%;RTD:
0.05%
端子及电缆
NTAI06、NKAS01
对应功能码
FC215、FC216、FC217
1.3.5.3IMASI13模件及NTAI06端子单元的有关设置
模件的S1开关用来设置模件的地址。
模件的每一通道具有一个跳线器块,共16个,用来设置通道的特性。
1.3.5.4IMASI13模件的使用前检查
模件投入运行前必须进行下列检查:
a)外观检查:
表面清洁、印刷板插件无油渍,轻微敲击后无异常。
b)功能检查:
检查各通信口;
c)状态检查:
在工程师站上对模件状态进行检查
1.3.6IMASO11模拟输出子模件
IMASO11是一个专门提供标准信号输出的多路通道模件。
该模件具有板边连接器P1、P2、P3,以及LED等部件。
该模件提供14路独立输出电路,将模拟信号送往现场。
1.3.6.1IMASO11模件的输出特性
通道数量
14路独立的模拟输出通道
通道性质
1~5VDC、4~20mADC
输出精度
电压方式:
0.15%;电流方式:
0.25%;D/A分辨率:
10bit;
端子及电缆
NTDI01、NKTU01
对应功能码
FC149
1.3.6.2IMASO11模件的板边连接器
P1:
12芯,用来连接逻辑电源
P2:
12芯,用来连接控制模件的子总线
P3:
30芯,用来连接现场信号
1.3.6.3IMASO
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