基于安全级DCS系统的故障诊断与处理要求

基于安全级DCS系统的故障诊断与处理要求

高俊明

杭州和利时自动化有限公司    浙江省  杭州市  310018

摘要：在核电厂仪控系统当中，安全级DCS是重要的核心，需要能够做好其故障处理，保障其稳定运行。在本文中，将就DCS系统的故障诊断与处理要求进行一定的研究。

        关键词：安全级DCS系统；故障诊断；处理要求

    一、DCS系统的故障分类

       1.1硬件故障

        硬件故障的主要内容包括网络系统、电源电池、主板和操作的错误操作，主要都存在在硬件设备的故障方面，除此之外，故障损坏的主要原因是都是模板处的损伤，一旦造成故障现象，对于系统的影响则是作为激烈的，因此不会影响到整个系统的正常运营。

        1.2软件故障

        软件的故障大部分是由于系统内部而造成的，主要分为系统和软件故障两大种类，系统软件作为仪控DCS本身所具备的软件种类，在使用的过程中常常由于操作人员的设计不当而造成损坏，使得系统全面故障，但是发生的概率基本微乎其微。其次，应用软件作为外围的软件，由于其本身的特殊性，在操作的过程当中往往由于其复杂多样化，引起不可避免的问题产生。

        1.3现场仪表设备故障

        现场仪表的设备主要包括开关、变速器以及开关等方面，如果这些方面产生故障情况，将会导致仪控DCS系统不能使用等情况，并且对于系统的操作方面最为显著，如果不能加以研究和控制，将会导致设备的使用严重下降。

        1.4操作不当引起的故障

        除了设备本身产生的严峻问题以外，操作人员的综合能力和素养的低下也是造成仪控DCS系统不能正常运营的原因，一般是存在于初次操作或者是疲劳操作的情况之下造成的。

二、故障诊断处理

       2.1 诊断概述

        在该项工作当中，即是根据系统所发生故障情况对故障原因以及故障点进行定位，同时对适当的保护措施进行应用。在DCS系统诊断中，其中的I/O模块都具有LED指示以及状态的诊断显示，对于该部分内容，通过对模块面板上LED的观察即能够获得状态信息。在系统运行当中，当其中的单个I/O模块发生故障问题后，相关设备并不会出现跳闸或者故障问题，且单点故障的出现也不会对整个模块的正常工作产生影响。而当模块电源发生故障时，对于受控设备的驱动输出，即需要将其保持在“安全”或者“原有状态”中，且不会出现误动情况。对于模拟量输入通道，需要保证能够对输入端子完全的断路进行承受，且不会对输入通道产生影响，否则即需要具有单独熔断器的应用对其进行保护。具体来说，要保证不同供电回路都具有单独熔断器的设置，并在其断开时自动发出报警信号。

        2.2 系统自检

        在该项工作中，即设备在处于正常运行状态时，通过特定程序的应用对系统当中的模块、部件运行状态进行监测。当故障问题出现后，则会对存在故障的模块、部件进行判定，便于维修工作的开展。在该项工作当中，其目的即是保障系统在发生故障时能够及时的发现，对定期试验间隔进行延长。对设备内部的故障进行检测，使非安全故障能够经过引导达到安全状态当中，对设备的可用率进行提升。同时，能够对自检输出提供指示，对安全级DCS系统的状态信息进行给出，保证DCS系统在探测故障后及时发出报警信号。在具体系统运行中，其需要具有以下功能：第一，能够对信号监测通道的零点漂移进行模拟，对动作精度触发，能够进行在线的测试与校准。当通道敏感元件发生失效情况时，能够对其进行自动的检测，包括有超量程、短路以及断路问题等；第二，能够对在线检测组件的故障问题进行诊断，快速定位所发生的故障；第三，处理器监测，对共享存储快以及随机存储器进行校验。在DCS系统运行中，需要具有自诊断程序，对于网络以及总线上的相关功能模块、回路进行周期性诊断。在诊断过程中，当发现存在异常情况时对故障代码生成，提示对应的故障，在工程师站上对故障发生的位置进行报告显示。在对故障情况了解后，则可以通过对显示状态的把握对不正常状态内容进行查询。

        2.3 定期试验

        在该项试验中，其能够对系统是否能够完成对应的保护功能进行验证。在该项试验活动进行中，不得出现对电厂正常运行造成干扰的情况，不能够因试验使仪控系统出现虚假动作。仪控该系统要能够定期的进行完整功能试验，通过该方式对通过自诊断方式无法发现的故障问题进行把握，具体的试验频率，则可以根据设备可靠性指标以及仪控系统相关指标对其进行确定。在具体试验范围方面，包括有传感器输入卡件到仪控系统输出设备，在保证安全系统对功能能力进行执行的同时，在功率运行中，也需要能够做好校准、试验相关能力的提供，更好的体现出自身的安全功能。对于试验过程当中形成的结果，即需要能够对其做好记录，将其实现对标准输出设备的输出，做好归档以及核查工作。同时，DCS系统需要按照相关安全准则要求的功能性校准、试验的能力，并保证这部分工作在实际开展当中不会影响到电厂的正常运行以及系统的相关安全功能，不得出现导致误驱动以及误触动的情况，同时能够对DCS系统进行校准。

        2.4 表决逻辑退化

        在系统运行当中，当出现卡件故障、通道故障问题时，则会对系统表决逻辑执行产生影响。在实际生产中，为了保证系统当中单个保护仪表通道因试验、发生故障退出运行，且其他通道依然能够对单一故障准则进行满足，最大程度保证电厂具有较好的运行性，即需要能够及时做好表决逻辑退化处理。具体来说，当上游保护仪表通道因试验、故障影响不可用时，则将自动进入逻辑退化过程。以“2/4”表决逻辑为例，当其中的一个通道处于不可用状态时，那么该逻辑则将自动退化到“2/3”，而如果其中两个通道不可用，该逻辑则将退化到“1/2”，在该种情况下，如果再出现一个通道不可用的情况，那么该表决条件即满足，系统对保护信号发出。在此过程中，因逻辑从“2/3”退化到“1/2”后，会对系统的误动概率进行增加，在实际设计当中，即需要能够做好考虑，避免出现从“2/3”直接退化到“1/2”的情况。

         结束语

        在上文中，我们对基于安全级DCS系统的故障诊断与处理要求进行了一定的研究。在未来生产中，即需要能够充分联系同实际以及运行需求做好故障诊断工作，保证系统具有具有更高的可用性以及可靠性水平。

        参考文献

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