某电厂DCS系统网络异常跳闸的原因及预控措施浅析

于 涛

（华电潍坊发电有限公司,山东 潍坊 261041）

1 概述

某电厂DCS系统原为1999年新华公司XDPS-400型，2014年4月利用#2大修升级改造为XDC800系统，功能包括：MCS系统，FSSS系统，DEH系统、SCS系统、MEH系统、DAS系统、ECS系统。此外，本工程还包括#2机组引风机改造、脱硝改造、省煤器气力除灰改造等技改项目所涉及DCS系统改造部分，实现污泥掺烧系统、炉管泄漏报警系统的实时通讯功能，完成与厂内SIS的完整通讯功能。

2 DCS系统网络异常跳闸的典型事例

2014年5月14日19:20，#2机组负荷299MW，A、B送引风机运行，A、B、C、D制粉系统运行，机组处于协调方式，19:21，#2机组所有操作员站显示测点突然全部变坏点，DCS系统自检画面显示所有控制器脱双网，且少数控制器无规律断续联网，DCS无法进行设备的监视和操作，就地设备失去监控手段，约10秒钟后，#2机组跳闸。经对DCS系统进行检查、处理，15日19:06机组并网。

3 对DCS系统网络异常跳闸原因的分析

通过排查，发现新华公司在进行DCS改造时，几个组态与常规设置不同，可能导致网络异常的疑点，并进行了相应处理：

（1）此次某电厂DCS系统升级改造后，仅有A、B两个通讯网络，文件传输需通过A网或B网进行，增加了A、B网的通讯负载，影响了A、B网的稳定性。

（2）新华公司技术人员全面检查#2机组WINDOWS系统中两个网卡属性选项中流量控制（Flow Control）设置参数出厂设置为“AUTO”，将该选项全部改为“DISABLE”。在提供的相关技术资料中没有此参数的设置说明，禁用后可防止数据流量拥堵的情况发生。

（3）新华公司技术人员全面检查#2机组WINDOWS系统网络共享设置，发现“Microsoft网络客户端”、“Microsoft网络的文件”和“打印共享以及QoS数据包计划程序”三个功能处于启用状态（用于用户文件、打印功能等共享），在网络故障或病毒入侵时，会被利用传送数据，易造成网络通讯阻塞。

（4）#2机组脱硫系统实时数据（约1400点）通过1个虚拟控制器（ASDPU）传送到主机的A、B网络中，检查数据配置方式为“共享模式”，向主机DCS系统内所有控制器发送，但主机控制器并不使用这些数据，仅用于上位机的数据显示。

（5）新华公司技术人员在检查控制器的通讯文件时，发现版本为2.1（2013年5月7日），与新华公司归档文件2.0版（2010年3月2日）不一致。而该电厂一期SIS通讯接口软件基于2.0版本编写，为保证兼容性全部统一改为2.0版本。

（6）作为测试，#52工程师站出厂时预装了Windows7操作系统，在现场投入使用一天后，DCS系统B网出现了数据阻塞现象，更换WindowsXP系统后，故障消除。

综合上述检查分析，本次机组跳闸的原因是DCS系统网络阻塞、控制器初始化。

2014年5月14日19：21：35，因网络阻塞，#22控制器首先出现发送错误、关闭端口，#13控制器因检测不到冗余控制器而自动初始化；19：21：38，原来作为主节点的SIS站死机，导致#42操作员升为主节点；19：21：41，#27控制器因检测不到冗余控制器而自动初始化；19：21：46，#35控制器因检测不到冗余控制器而自动初始化；DCS自检画面中控制器联网状态闪烁，所有DCS系统控制器故障指示灯显示红色，控制器的主线程处于被阻塞状态，A、B网络同时出现断网现象。

通过对上述疑点分析梳理，确定HMI站（人机接口）为本次网络阻塞的源头。原因包括网卡故障、通讯共享配置异常等，而网卡流量控制功能没有禁止等情况加大了网络阻塞发生的概率。

4 防范措施

（1）全面检查#1、2机组WINDOWS系统网络共享设置，关闭Microsoft 网络客户端、Microsoft 网络的文件和打印共享以及QoS数据包计划程序功能。取消B网网络共享，仅保留A网网络共享。

（2）利用合适机会，通过更换#2机组上位机，将上位机网卡类型更换为PCI接口，实现A/B/C三网结构，取消A/B网的网络共享，使非实时数据仅通过C网传输，保证A/B实时网的稳定性和可靠性。

（3）修改脱硫系统虚拟控制器配置文件，取消大部分脱硫数据共享设置，使相关数据仅对上位机发送，减少网络负载。

（4）联系新华公司对DCS系统网络运行状况实现监控与识别，在网络数据传输出现异常时，能够及时报警。

（5）全面检查#2机组WINDOWS系统A、B网卡属性选项中流量控制设置参数，防止因流量参数设置不合理，导致系统无法对异常数据进行抑制。

（6）全面检查#2机组控制器配置文件，确保配置文件为新华公司2.0版本文件（2010年3月2日）。

（7）加强对运行、热工人员的技术培训，充分利用技术讲课、现场考问、事故预想、反事故演习、应急演练、仿真机培训等手段，重点强化运行人员对设备异常情况下的分析处理能力，强化运行素质管理和责任心教育，切实提高业务技能水平。

5 结束语

此次DCS系统网络故障的原因，是DCS系统当时的配置方式无法有效的抑制网络风暴的发生而导致的，DCS厂家应负全部责任。但在此次事件中，运行人员和检修人员也应该从中吸取教训，并对其他机组DCS系统的网络配置进行全面检查，进一步规范DCS控制系统的管理和维护工作，使机组运行的安全稳定性得到更大的保障。

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