DEH应用中常见故障与处理方法

1、DEH 应用中常见故障及处理方法The Frequent Troubles in the Application of DEH and theTreatment Methods for Them黄志晶 朱加胜浙江国华浙能发电有限公司 浙江 宁波 315612)摘要】：浙江国华浙能发电有限公司一期 4*600MW 机组 DEH 系统使用的是西门子公司的 PCS7 型控制系统， 4 台机组于 2005 年至 2006 年底陆续投产，随着 DEH 系统的长期运行，暴露的问题 也越来越多。 鉴于 DEH 控制系统在整个电厂中的重要性， 如何及时正确的处理这些故障， 对于机组 的安全运行来讲是非常重要的

2、。在处理这些问题之前我们要能及时地判断出故障点，了解故障的具 体部位及严重程度以及处理过程中必须采取哪些安全措施，正确的分析可能发生的严重后果，通过文我们提出了常见的故障情况及正确的处理方法，其中还包括了某些常用设备的安装方法。关键词】： DEH 、故障分析、处理方法Abstract: Zhejiang Guohua Power Co., Ltd. 4 * 600MW Units DEH systems using Siemens PCS7 control system, From 2005 to the end of 2006, 4 units put into operation one

3、after another, With the DEH system's long-running, the more problems exposed. In view of the importance of the DEH control system, how to deal with these failures correctly in a timely manner, for the safe operation of the unit is very important. In dealing with these issues, we have to be able

4、to diagnose faults in a timely manner first, to investigate the exact location of fault and the level of severity. In the process of dealing with what safety measures must be taken to correct analysis of the possible serious consequences, we have put forward the following common Faults and the right

5、 approaches, which also include the installation of equipment commonly used in certain ways.Key Words: DEH, Frequent Trouble Analysis, Treatment Methods1、 DEH 工程师站中常见软件故障1.1 DEH 工程师站调用组态文件时速度慢西门子 Pcs7 系列 DEH 组态软件是基于 S7-400 平台，随着 DEH 系统的运行发现部分机组工程 师站调用组态文件时速度非常慢，后经过检查发现当我们每次打开一个工程后调用了大量数据，占SIMATIC用了工

6、程师站大量的系统资源，如果逻辑看完之后不单独将工程关闭，就直接关闭MANAGER 软件，下次打开 SIMATIC MANAGER 软件时，会将上次未关闭的工程调用出来，这样势必耗用大量的 CPU 资源 .导致程序运算速度慢，同时工程师站长时间运行，内存碎片较多，工程师站应适时重新启动一下。1.2 DEH WinCC 黑屏，无法连接动态参数WinCC 是 Windows Control Center 的简称， 是 PCS7 人机界面的核心组件， 一旦WinCC 数据配置产生错误将影响到 DPU 与工程师站、操作员站上位机的数据链接及数据传送，引起WinCC 建立不了动态，运行人员无法监视 DEH

7、 画面参数。引起此类故障的主要原因有两个方面：1、网络配置文件不正确 2、更改硬件组态后未及时把 CFC逻辑图中修改后的 tags 全部传送至OS 中导致。针对问题 1 ：在组态 DEH 显示画面的时候发现 SIMATICPCS7 中 WinCC 打不了 RUNTIME ，同时在对PCS7 中的 CFC 图进行编译时提示错误，错误代码15500根据此问题我们分析有几种可能情况：1工程组态错误2组态软件是否有问题3 工程师站与 Industrial Ethernet 连接的网络配置文件有问题对于情况 1 首先我们检查了所有画面组态的变动和逻辑块的连接，并将硬件的组态重新导入到 DPU,所有程序重

8、新全部下装，问题得不到解决。我们排除此可能情况的方法是将三号机2005 年 9 月 21日备份的 DEH 组态导入到系统当中， WinCC 仍然打不了在线状态， CFC 的编译仍然提示错误。由此，我们可以判断对 DEH 的组态是没有问题的。对于情况 2 我们与西门子厂家取得联系，厂家建议我们把SIMATIC WinCC V6.0 卸载后重新安装。问题依旧未得到解决。到此，可能性 2 排除。对于情况 3 刚开始并未考虑到会有此种情况发生，因为DEH 工程师站的硬件组态和网络配置是由西门子完成的，我们觉得因该不会有什么冲突。但是经过试过其他所有的可能性，问题都得不到解决，现在 只有这 种可能性了。

9、 首先我 们发 现 SIMATIC 与 SIMATIC0 的 Local ID 都 是S7-Connection-1,Partner ID 分别是 1 和 4；OS 编译时候可以通过，ES 通过不了（ ES 的网络配置文件是 SIMATIC,OS 的网络配置文件是 SIMATIC0 )，将 SIMATIC 的 Local ID 改为 S7-Connection-2 我们将 Configure network 中的网络配置文件 SIMATIC 删除，重新创建了一个后运行正常。其更改过程如下：WinCC Application 设置为： S7-Connection-2, Partner ID 1M

10、AC 地址设为： 08-00-06-01-00-10 在 Inset new connection 选项中选择 CPU 417-4H/CPU 417-4H(1) 并将 connection type 改为 S7Connection fault-tolerant 保存，编译并下装到 CPU-417-4H 再次对 CFC 进行编译顺利通过， WinCC 可以正常运行。面是 ES 和 OS 的网络配置：ES：OS：SIMATIC WinCC ApplicationSIMATIC WinCC ApplicationLocal ID S7-Connection-2, Partner ID 1Local

11、ID S7-Connection-1, Partner ID 4OPTIONS OS compile nextES nextCP1613 MAC ADDRESS ：CP1613 MAC ADDRESS ： 08-00-06-01-00-10 08-00-06-01-00-11 对于问题 1 这种故障情形，机组调试完毕后一般不会出现。针对问题 2 ：在机组检修期间， 我们经常需要增加或修改逻辑 （比如新增通道） ，很明显 WinCC 建立不了动 态主要原因是逻辑修改造成。 解决的办法是， 当硬件组态修改过后， 同时对应的 CFC 逻辑图修改完 毕后，应对逻辑进行完全编译，否则对 CPU-OS a

12、ssignment:s7p1->os Tags 的传输则无效，同时 会导致 S7P1 数据库全部被清空， 连接不上。 同时在 CFC 逻辑完全编译后应进行如下操作重新生成WinCC 中调用的 S7P1 数据库： SIMATIC MANAGER 软件中调用 DEH 相应工程， 在菜单栏中选中tags and messages 选择 Entire OSnext compiles编译完成后数据库就可以连接上了。1.3 DEH WinCC 中历史数据窗口打不开或者历史数据无法调出 在通常的运用中会发现 DEH 历史数据窗口打不开或者历史数据无法调出。 造成这个问题的原因主要 是由于当 WinCC

13、 中过程值归档文件组态被错误打开，由于在 WinCC V6.0 的集成数据库中采用了MS SQL Server 2000 ，它已经全部集成在 WinCC 的基本系统中， WinCC 可以以压缩的方式存储过 程值然后用 WinCC 集成的工具分析显示数据。 当 WinCC 处于 Active 状态下 MS SQL Server 2000 一直在后台运行不停的采集动态数据进行归档，此时我们将过程值归档文件组态打开后系统认为我WinCC们对过程值归档文件组态进行了修改就会引起归档出错。解决此问题最好的办法就是将Deactive 后完全退出，在重新登陆即可。1.4 系统组态逻辑无法备份在机组停机后 ,

14、DEH 检修之前我们均要对 DEH 逻辑进行备份，但发现逻辑备份命令执行后提示有一个工程处于打开状态， 重新启动工程师站仍无法备份。 后检查发现由于西门子 PCS7 系列的 DEHMicrosoft没有单独的历史站存储数据，我们的工程师站同时也作历史站存放数据，所以后台运行着SQL Server 服务，当我们每次备份逻辑时需手动停运Microsoft SQL Server ，停运后即可备份逻辑。2、 DEH 应用中常见硬件故障2.1 DPU 故障我厂 DEH 系统使用的是西门子公司的 PCS7型集散控制系统， DPU 由以下几部分组成：主处理器CPU 417-4H是 S7-400H 容错式自动

15、控制系统和 S7-400F1 FH安全型自动控制系统的 CPU 模块，可以编译和运行用户程序。用于程序和用于数据的可扩充 RAM 分别为 10MB 。每块 CPU 有两块内嵌的光纤同步 模块，用于主从侧 CPU 数据的冗余通讯。电源模块 PS 405 10A通信扩展模块EXM448通信扩展模块是FM458-DP的可选插入式扩展模块，可以使用PROFIBUS QP进行高速通讯，带有一个备用插槽，可以插入 MASTERRIVES 可选模块，用于建立 SIMDLINK 光纤连接。DPU 是 DEH 的过程控制站，存储系统信息和过程控制策略与数据。通过现场总线与I/O 站点的连接，提供双向的信息交换，

16、实现各种先进的控制策略，完成数据采集，模拟调节、顺序控制、高级控制以及其他不同用户的特殊功能要求。DPU 冗余系统可以实现双 DPU 冗余切换的功能，当主控的 DPU 出现故障时，另一个 DPU 自动地接替主控 DPU 的工作，实现双向无扰动切换，切换时间为毫秒级。一旦 DPU 出现故障则对机组的安全运行有着重大隐患。我厂四台机组运行期间发生过的 DPU 故障主要是由于以下几个原因造成： 由于光纤松动或者光纤同步模件故障导致的 DPU 冗余故障。至目前为止发现有两种情况易造成 DPU 冗余故障，第一是连接主从侧 CPU 光纤同步模块的光纤松动导致；第二是光纤同步模块故障本身造成。对于型号为6E

17、S7960-1AA04-0XA0 的同步模块面有指示灯，若指示灯熄灭可以明显找到故障模块位置，不用查看CPU417 模块诊断信息；对于型号为 6ES7960-1AA00-0XA0 老版本同步模块则需通过查看 CPU417 模块诊断信息才能判断故障模块位置。判断是光纤问题还是模块问题最简单的方法是插拔光纤后重启故障DPU 若能起来则是光纤松动导致，若起不来则为模块故障。主要是给我们 DPU 机架 UR2-H 供电，提供 CPU 、CP 、FM、EXM 的用电需求； 应用模块FM 458-1DP 是为自由组态闭环控制设计的，有包含 300 个功能模块的库函数和 CFC 连续功能图图形化组态软 件，

18、带有PROFIBUS QP接口； FM458-DP的基本模块可以执行计算，开环 /闭环控制，通过扩展 模块可以对 I/O 和通信进行扩展，与 CPU 通过背板进行通讯。通信模块 CP443-1用于 DEH DPU与 DCS 的工厂总线通讯实现 DCS 与 DEH 数据通讯2007年7月20日上午8点，我厂1号机组DEH系统突发报警，报警内容为系统 DPU失去冗 余经现场检查，发现 A侧DPU （型号为：417-4H ）已经退出运行，仅靠 B侧DPU维持系统运行, 同时发现用于417间相互通讯的4个端口指示灯有一盏熄灭（光纤同步模块上指示灯熄灭并不指示 该模件故障而是指示与之通讯的对方模件出现故

19、障）。后对该模块对应的光纤插头进行了拔插，并对A侧DPU进行了停送电和重新启动等措施，但未能使A侧DPU恢复运行，暂时只能 B侧DPU 单DPU运行，后检查发现 A侧417内嵌通讯卡故障，更换后恢复正常。CPU骤停，报冗余丢失，但 CPU故障现象：417内嵌冗余模块不论主从侧发生通讯故障时，从侧主从不会发生切换。从侧DPU417卡件STOP灯亮，EXTF （外部故障）、REDF （冗余错误）灯 变红。CP U417模块诊断信息有如下提示:SYNC submodule removed/ca nnot be addressed/ SYNC submodule errorOccurred in: M

20、aster CPU in rack 0, no releva nee for user:0dUpper slot (IFM1F)注：上部同步模块/Requested OB: CPU redu nda ncy error OB (OB72)Priority class: 28G/注：CPU冗余丢失/Exter nal error, I ncoming eventMaster CPU: Change from redu ndant mode to solo modePrevious op erati ng mode: RUN (redu ndant mode)Requested op erati

21、ng mode: RUNEve nt occurred in the master CPU in rack 0处理方法：停止故障侧 DPU电源，检查故障光纤同步模块所处CPU417位置，拔除光纤及同步卡件，更换新卡件，重启从侧DPU。若是故障光纤同步模块处于主侧CPU417在线更换风险重大, 建议停机更换。2.2 EXM448 故障由于 DEH 系统转速逻辑存在缺陷，原逻辑中转速 A 和转速 B 作为主控制量判断，转速 C 信号作为参考量；如果转速 A 或转速 B 信号中有任一路发生故障（例如对转速探头解线），转速信号瞬间变大，即触发103 %及110 %超速保护信号动作。转速A和转速B为自动

22、切换易造成转速保护误动，后经国华技术中心、西门子、上海汽轮机厂等多家单位DEH 专家共同研讨后形成以下意见，FM458 处理器中的 OPC 和 OPT 运算改为直接取三路转速输入信号分别做高值判断，然后采用三取二逻辑运算，其结果输出到保护出口。在四号机小修期间，我公司对FM458 中的逻辑经过修改、编译、下载，下载过程中并未有错误提示，但下载完毕后发现DPU 中的 FM458 卡件停运，经检查发现 EXM448 故障，经西门子技术人员检测卡件损坏。沧东发电厂，台山发电厂均发生相同情况。具体原因尚不明确，有待西门子厂家进一步研究。为了避免类似情况的发生，我们采取的唯一有效措施是在下载 FM458

23、 中的逻辑时先卸载 EXM448 卡件，因为 EXM448 是 FM458-1 DP 基本模板的可选的插入式通讯扩展模板逻辑下载有无 EXM448 卡件并无影响， 待逻辑下载完毕后再装复卡件即可。新的 EXM448 卡件并不能直接使用，必须用西门子PG 对其下载串口程序后才能使用。3、 AST 电磁阀故障判断正常运行中， AST 电磁阀被通电励磁关闭， 从而封闭了 AST 母管上的泄油通路， 使所有执行机构活塞下腔的油压能够建立起来；当电磁阀失电打开，则AST 母管泄油，导致所有汽门关闭而使汽轮机停机。在正常工作情况下 AST电磁阀是常带电的，线圈的铁心被电磁感应出磁性具有较强的磁性，AST

24、电磁阀线圈故障则 AST电磁阀无法带电， 可用铁质物质校验， 若无磁性， 说明电磁阀故障。 若1， 3 号 AST 电磁阀线圈坏，ASP压力高压力开关动作，ASP压力表1指示偏高；2 , 4号AST电磁阀线圈坏， ASP 压力低压力开关动作， ASP 压力表 2 指示偏低； 另外我们可以通过测量线圈的电阻来判断线圈的好坏。 在机组正常运行的情况下我们可以通 ASP 油压判断电磁阀是否正常，一般情况下ASP油压偏高则1、2号AST电磁阀内漏，若 ASP油压偏低则3、4号AST电磁阀内漏。4、阀门位置传感器（LVDT ）就地安装方法及相关故障处理4.1 LVDT零点安装位置调整方法2号机为例具体调

25、整和为了保证LVDT测量范围线性最佳部分，其中心应与阀门行程中点对准。以 计算如下:x=（测量范围一阀门行程）/2100%0%«磁铁中心点阀门行程测量范围阀门名称阀门行程（mm）视各台机组稍有不同测量范围（mm）调整位置x （ mm）TV12390=t25459GV123475-76±50.813.3IV1234204±12725表一0.1VDC-满度 9.8VVDC )。调整好X后，一定要拧紧固定螺丝，然后在调整输出对应电压（零位4.2 LVDT 故障LVDT是阀门位置传感器(Lin ear variable differe ntial tran sformer

26、)的英文简称，我厂DEH使 用的LVDT共有三个地方高压主汽门，高压调门、中压调门其型号分别是TV: 191.36.09.16 型 0+-254mmGV: 191.36.09.18 型 0+-50.8mmIV: 191.36.09.17 型 0+-127mm均为六线制的线性位移传感器，各型号线圈阻值如下表:阀门名称初级线圈颜色及阻值次一线圈颜色及阻值次二线圈颜色及阻值TV黄棕120 Q黑绿920 Q红蓝920 QGV黄棕125 Q黑绿340 Q红蓝340 QIV黄棕120 Q黑绿865 Q红蓝865 Q表二：LVDT线圈阻值表LVDT故障且其反馈远离指令值的情况下DEH每个阀门上各安装 2支L

27、VDT，在逻辑内经过与阀位指令取近处理后，从而产生控制电液伺服阀的指令，由于逻辑中采取的是取近原则所以当仅有一支暂时不影响阀门的控制及机组的正常运行，否则如影响阀门的开关则必需立即在线更换。检查步骤如下:就地确认阀门LVDT的安装是否存在问题，LVDT铁芯是否固定牢靠；比如： LVDT铁芯固定螺丝松动，LVDT固定背板脱焊等导致 LVDT指示故障。若就地检查未发现上述问题我们需要进一步检查LVDT本身及整个接线回路:DEH控制柜内先摘除故障 LVDT的反馈接线端子 FBM端子的7、8，再检查故障LVDT的初级线圈、次一线圈、次二线圈的阻值是否如表二中对应的值，若偏差较大则该线圈回路存在故LVD

28、T线圈阻值障，有可能是LVDT本身坏了，也可能是回路出现断线，只需至就地直接测量就可以判断。若是断线则恢复接线即可，若LVDT故障则需进行在线更换:强制将LVDT出现故障的阀门慢慢关闭,1在DEH工程师站内将对应的阀门由自动切至手动,每次不超过5%，阀门关闭后，同时关闭油动机的进油门。2将DEH控制切至手动，该步骤是为了防止就地更换LVDT时阀位偏差大切手动3就地做好标记，拆除故障的LVDT，按照LVDT零点安装调整方法4.1固定好LVDT同时做好零点时的标记，恢复 LVDT 接线时确认初级、次级线圈不要接错。恢复 LVDT 的反馈接 线端子 FBM 端子的 7、 8。4 调整 LVDT 的零

29、点电压： 用万用表直流电压档测量 LVDT 对应的 FBM 端子 7、8 的电压 （注意表笔正端接 7，负端接 8 ）是否为 0.1VDC ，若不是可调整对应 LVDT 前置器上的 z 旋钮。5 调整LVDT的满位电压：按照表一中TV、GV、IV对应的阀门行程， 将LVDT铁芯慢慢拉至阀门开足时的位置,用万用表直流电压档测量 LVDT 对应的 FBM 端子 7、 8 的电压是否由 0VDC 慢慢变大（若变为负电压则说明次一次二线圈接反）检查阀门开足时的满位电压是 否是 9.8VDC ，若不够则调整对应 LVDT 前置器的 S 旋钮。6 就地按记号恢复 LVDT 零点位置的安装，恢复控制柜内所有

30、接线7 打开油动机的进油门，强制将阀门慢慢开启，到与自动指令一致时投入自动8 DEH 控制切至操作员自动 4.3 LVDT 前置器故障LVDT 转换器类型为 FBMSLT 共十个，每个上面连接两支 LVDT 输入信号 , 4个高压调门， 4 个 中压调门， 2 个主汽门，一共连接 20 个 LVDT ；逻辑中阀位的选取原则是取近（即与指令接近）。现场来的阀位信号首先送入 LVDT 转换器进行处理之后送入 ADDFEM ，经 ADDFEM 转换后后送CPU 处理最后，由 ADDFEM 送现场控制2008 年 04 月 16 日晚上发现， 4 号机高调 4 LVDT1 指示 51，伺服指令 82，

31、 LVDT2 反馈 81.4 ；追忆历史数据发现 GV4 LVDT1 反馈 20：18 分后突然由 81.5 变到 51 ，之后一直维持在51 %, GV4的开度指令在51 %以上，此时逻辑中经过选近判断使用LVDT2。就地检查LVDT1 各端子盒接线均紧固，由 DEH 控制柜端子测量初级线圈电阻 135 欧姆，次一及次二线圈电阻分别为 335 、 332 欧姆,由此说明就地 LVDT 正常,测量初级线圈、次一、次二线圈激励电压均为0（此 时阀位显示一般在 50左右），由此判断该现象可能由于 LVDT 前置器（ GV4 LVDT1 与 IV3 LVDT1 在同一个前置器）故障引起。为防止 GV

32、4 LVDT1 再次干扰 GV4 调节，将 GV4 LVDT1 前置器输出线解掉包好， GV4 LVDT1 的反馈显示为零。更换前置器步骤（以上面案例为例）：1在 DEH 工程师站内将对应的阀门 GV4 由自动切至手动, 强制将 LVDT 出现故障的阀门 GV4慢慢关闭，每次不超过 5% ，阀门关闭后，同时关闭油动机的进油门。2将 DEH 控制切至手动3由于一块前置器上有两个阀门LVDT信号接入（GV4 LVDT1与IV3 LVDT1，所以必须手动解除故障前置器上 IV3 LVDT1送 ADFERM 的反馈线 7、 8,保证 LVDT 前置器过更换程中对IV3 的控制干扰 .4更换 LVDT 前置器，恢复对应LVDT 前置器的反馈接线端子 FBM 端子的 7、 85调整 GV4 LVDT1 的零点电压：用万用表直流电压档测量 LVDT 对应的 FBM 端子 7 、8 的电压（注意表笔正端接 7,负端接8）是否为0.1VDC，若不是可调整对应 LVDT前置器上的z旋钮。6调整 GV4 LVDT2 的满位电压：做好阀门关闭时 LVDT 位置标记，按照表一中 GV 对应的阀门