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DCS系統通訊故障

一、事件經過
10月20日20時40分,#4機在運行中DCS的五臺操作員站大部分數據顯示紫色,約2分鐘后又自動恢復到正常(此種現象以前曾多次發生)。21時31分,#3爐在吹灰過程中,突然發現#4機DCS的五臺操作員站所有的數據均為紫色,不能自動恢復。運行人員立即通知檢修人員速進廠處理。因DCS全部死機,無法在遠方監視機組情況,運行值班人員在就地監視水位,壓力,溫度等關鍵參數,并作好隨時打閘停機的事故準備。經熱工同意,運行人員對服務器主機重啟,仍然無法恢復。
檢修人員在現場檢查發現所有PCU柜上的通訊接口主模件,包括NPM和ICT的狀態燈均為紅色,故障代碼為均為LED2&5燈亮(為LOOPBACK故障或NIS故障)。但是所有MFP12主模件以及對應的子模件均工作正常(機組仍能維持運行)。對ICT模件進行復位和拔插操作,故障依舊,不能消除。經運行、檢修人員商討決定進行停機檢查。機組停機后,對NPM模件進行復位和拔插操作,故障依舊不能消除。
待#2機、4機和#11機均已停機后,將中心環的PCU電源停掉,再將#4機的#2、#5、#7和#9PCU的電源停掉,并將所有的NIS模件拔出后,將中心環甩開,單獨檢查#4機的環路電纜:
#2PCU→#5PCU,環路電纜的同軸芯與外殼間的電阻為∞;
#5PCU→#7PCU,環路電纜的同軸芯與外殼間的電阻為∞;
#7PCU→#9PCU,環路電纜的同軸芯與外殼間的電阻為∞;
#9PCU→#2PCU,環路電纜的同軸芯與外殼間的電阻為∞;
將中心環連接#4機環路側的兩塊NIS模件拔出后,單獨檢查#4機到中心環的環路電纜:
#2PCU→#18PCU,環路電纜的同軸芯與外殼間的電阻為∞;
#18PCU→#2PCU,環路電纜的同軸芯與外殼間的電阻為∞;
檢查環路電纜沒有短路現象。
仍然將中心環甩開,將#4機環路電纜接好,并將所有的NIS模件插入后,將#4機的#2、5、7和#9PCU重新上電,自檢完成后,所有的ICI和NPM模件狀態均顯示正常(包括SOE的接點,EWS的ICI需要在EWS上人為連接),五臺操作員站的所有數據均顯示正常,通訊系統恢復正常,初步懷疑故障起因源自中心環的IIL模件。
為驗證上述的懷疑,再次將中心環接入#4機環路,將包括中心環在內的所有PCU重新上電,自檢完成后,#4機環路上所有的ICI和NPM模件狀態均顯示正常(包括SOE的接點),五臺操作員站的所有數據均顯示正常,但位于中心環PCU柜上18-6-1、18-6-2、18-6-3位置的IIL模件仍處于故障狀態,而另一IIL模件則正常。之后進行如下試驗:
NPM、MFP各自的冗余切換。
正常的啟機操作。
旁路快開/快關保護。
汽機保護傳動。
SERVER和CLIENT的切換。
以上試驗均正常,機組具備開機條件(如果要開機,當時設想將掛在#4機的中心環甩開,解環運行)。
21日7時15分,完成上述的檢查與處理。22日下午,制造廠工程師到達后開始進行如下檢查、處理:
檢查通訊接口子模件以及對應的端子板NTCL01,當檢查到位于中央環的IIL模件時,發現與#2環相聯的一個NIS11模件,無論其對應的IIT主模件處于主還是備用時,與其相聯的TCL端子板上的狀態燈均激活(不正常)。
當復位對應的IIT主模件時,該IIT主模件也進入故障模式,故障代碼為2&5紅燈。此時如果對其他的PCU柜內的NIS/NPM模件做冗余切換,則該PCU柜內的NPM模件將顯示故障,故障代碼為1、3、5紅燈。
如果拔出上述有問題的NIS11模件,再復位任一NPM模件,則該NPM模件故障消失。
接著將上述有問題的NIS11模件重新插回原來的位置,再將#2環內的所有四個PCU柜均斷電后再上電,發現所有四個PCU柜內的NPM主模件均進入故障模式,錯誤代碼為2、5紅燈,并且#2PCU柜內的一塊NIS11模件上的所有十六個LED均紅閃,表明輸入到該NIS11子模件的兩個控制環均斷路。此時如果拔出上述有問題的NIS子模件,再復位任一個NPM模件,則該NPM模件工作正常,如果不拔出上述有問題的NIS模件,復位任一個故障的NPM模件,則該NPM模件依舊進入故障模式,故障代碼依舊。
將上述有問題的NIS11模件和PCU7內一個NIS11模件交換,故障依舊。用一個新的NIS11模件替代上述有問題的NIS11模件,則故障消失。上述故障是由于該NIS11子模件損壞所致,即更換了該模件。
二、原因分析
1.本次故障為NIS11模件損壞造成。按SYMPHONY DCS控制系統的設計,如果一個NIS11子模件故障,則該NIS11子模件以及對應的NPM模件均進入故障模式,與該NIS11子模件相聯的TCL端子板將兩個控制環自動旁路,同時處于后備模式的NIS/NPM模件將接替上述故障的NIS/NPM的工作。但本次事件中NIS11子模件故障后,未能將對應端子板上連接的兩個控制環旁路,顯然不正常。這種故障屬于極罕見現象。至于NIS11模件上的哪個部件損壞會導致上述現象,有待于進一步分析。
2.關于SERVER25有時也出現顯示數據為紫色、大約2-3分鐘后自動恢復的現象。20日檢查時初步懷疑為,#7PCU上有一段Control Way與該SERVER的ICI通信模件相連所致,為了驗證上述懷疑,當時拔掉該段Control Way觀察。11月3日,#4機DCS的SERVER#25三臺電腦參數再次出現壞質量,約一分鐘后自動恢復(從此可以否定當初的懷疑)。故障原因尚待分析查找,目前初步懷疑SERVER的ICI通信模件有問題,11月5日,將SERVER25與工程師站的ICI(ICT+NIS)模件進行了對調,待繼續觀察。
三、防范措施
1.在每臺機組的SERVER上增加中心環節點的標簽,與其他節點的標簽一樣,將他們的報警級別設置為帶音響的最高級。
2.加強對PCU模件柜的巡檢工作,每天巡檢機組時必須觀察PCU模件柜中主要模件的狀態。
3.在近期利用停機間隙,對所有機組的DCS機柜和操作員站進行一次徹底的清灰工作。
4.制訂出Symphony系統的定期工作和日常維護導則,并對運行人員進行相關培訓,重點進行DCS系統本身故障(軟件、硬件)報警的判別及處理,即出現哪些(級別)報警時需立即停機處理;哪些(級別)可待檢修到場處理等。
5.對于NIS模件的故障原因,要求制造廠盡快找出故障原因并提出改進措施。
6.DCS通信系統故障后,機組的操作采用應急方案。
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