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核电站非安全级DCS仪控故障报警设计
摘要:DCS以其功能强大、系统组态灵活、人机界面友好、工作稳定、安全、
稳定等优点而受到广大电力企业的广泛关注。DCS是影响生产管理水平和设备安
全的重要因素,仪表故障预警是DCS的总体工作状态,是反映DCS系统可靠性和
可用性的重要指标。因此,DCS必须具有仪表控制的故障诊断与处理能力,能够
在故障出现时快速发现故障,找到故障的根源,并及时采取相应的措施,使整个
系统恢复正常运行。本文从仪表控制故障分类、仪表控制故障显示、仪表控制故
障分析和处理四个方面进行了深入的研究,并对故障的处理方法进行了全面的阐
述。这种仪表控制系统的故障报警系统,对正在建设的电厂和其它工业中的仪表
控制系统的故障报警和处理具有一定的借鉴意义。
关键词:分布式控制系统;仪控故障;报警;平台自诊断
1引言
DCS(DigitalControllerSystem),即数字化仪表控制系统,是一种先进
的控制计算机系统。核电站是国民经济的基础性、战略性产业,是我国发展核电
事业和保障国家能源安全的重要组成部分。仪表控制系统是核电站的重要组成部
分,为核电站各生产设备提供数据采集与监测及安全运行的功能,保证电厂各个
生产设备正常运行及可靠运行。对于核电站来讲,DCS就好比人的大脑,它能通
过各种输入输出信号对各生产系统进行综合控制。仪控系统故障报警和自动检测
装置的设计与应用对核电站安全稳定运行起着重要作用,仪控报警和自动检测装
置能够实时准确地检测出各种数据和参数变化以及各种异常情况,及时发现、消
除故障,使机组保持良好的运行状态。以下将对核电站非安全级DCS仪控故障报
警设计展开探究。
2仪控故障诊断
2.1控制柜诊断
2.1.1控制柜平台自诊断
在对核电站DCS系统进行设计时,往往需要从总体上考虑其整体架构、系统
组成、通讯方式等问题,而这一过程一般较复杂和耗时。此外,仪表控制系统的
结构相对比较复杂,需要进行大量的参数配置和逻辑测试,这使得故障报警系统
的维护难度加大。而核电站DCS系统的故障诊断往往要求值班人员具有一定的专
业知识和技术能力。因此,对于非安全级DCS仪控故障报警来说,采用非安全级
DCS仪控故障报警装置来实现仪控故障探测具有一定的现实意义。当一个控制柜
出现故障时,可通过以下两种方法实现:一是手动检查;二是使用仪器仪表监测
和分析数据。
2.1.2控制柜应用自诊断
核电站仪表控制系统中,各仪表(或传感器)通过通讯接口连接到仪表设备
中,完成对数据的采集、处理和计算后最终显示在各种显示界面上。目前,我国
已建成核电厂仪控系统中,几乎所有的单元都具有故障自诊断功能。但该功能需
要具备两个条件:(1)具有一定的故障处理经验,能及时发现并解决异常情况;
(2)具备实时监测并报警的能力。仪控单元故障自诊断功能由计算机系统根据
实际故障情况,通过输入数据、图形来显示故障点和趋势图等。系统还会提供一
种可供参考的报警信号和报警曲线(例如设置报警阈值、设置相应类型及相关参
数等)。
2.2服务器柜、通信柜和网关柜诊断
服务器柜和通信柜是核电站的重要组成部分,它们一般位于控制室内。在控
制室内,服务器柜通常处于主控位置,用于控制核电厂的各种仪器仪表和辅助设
备。通信柜和网关柜通常处于主控位置,用于控制机组中的各种电气设备。在核
电站,对服务器柜、网关池等关键设备进行故障检测分析时,需要采用多层故障
检测方法:首先通过对控制室内各个设备及其所控制系统的监测并确定故障点;
然后通过对这些点分析得到相关故障状态信息。在这种情况下,通常采用两种方
法进行故障诊断:一种是通过对控制室内各个设备及其所控制系统的监测与判断,
从而得出具体的故障原因;另一种是通过对控制室内所有设备及其所控制系统进
行监测与判断,从而得出具体的故障原因。
当服务器柜、通信柜和网关池等关键电气设备的正常运行时所需进行的主要
故障分析包括:①通过逻辑检查确定被检查设备是否存在逻辑错误;②通过逻辑
检查确定被检查设备是否存在逻辑错误;③通过逻辑检查确定被检查设备是否存
在逻辑错误和异常运行;④根据逻辑检查结果分析出相关信号是否为逻辑错误;
⑤判断出相关信号中各种信息的合理性。
2.3操纵员站和其他设备诊断
通过对仪表控制单元故障的分析,可以找出系统的薄弱环节,然后制定合理
的维修方案。通过设置操作纵员站(或操作员站),可以实现对操纵员的工作监
督和
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