DCS系统DPU故障导致设备跳闸原因分析

许飞龙

【摘 要】本文针对某厂在机组运行期间，进行DPU散热风扇进行更换时，DCS系统发生DPU故障报警，且DPU内开关量输入、输出信号状态发生翻转，导致DPU内所属工作设备跳闸事件的原因分析。

【关键词】DCS;DPU;开关量信号;故障报警;设备跳闸原因分析

引言

DPU（Distributed Processing Unit），分散处理单元，常应用于DCS控制系统中。执行DCS组态文件中的控制策略，采集控制所需的现场开关量、模拟量信号，再通过执行组态文件后，输出对应的开关量、模拟量信号，完成对就地设备的控制。

1 DCS系统简介

该厂DCS系统是采用新华XDPS-400分散控制系统新华控制工程有限公司分散控制系统XDPS 是一个融计算机、网络、数据库、信息技术和自动控制技术为一体的工业信息技术系列产品。XDPS是英语XINHUA Distributed Processing System的缩写，中文含义为新华分布处理系统。系统的开放式结构、模块化设计技术、合理的软硬件功能配置和易于扩展的特点，已广泛用于电站的分散控制、电厂调度和管理信息系统、变电站监控、电网自动化、钢铁企业的高炉监控、化工企业的过程自动化和造纸厂过程自动化。

2事件经过

2018年07月17日某厂3号机组运行中，机组负荷110MW，A空预器检修，A、B小机运行， A、B小机跳闸联锁投入，C给泵联锁备用。A前置泵运行，A EH油泵运行，B顶轴油泵运行A小机排烟风机运行，电泵辅助油泵运行。某DPU柜内电源模件温度50.5℃，超过正常工作温度范围，检查DPU柜内散热风扇，风扇工作不正常，须进行更换。

2.1 事件详细过程

2018年7月17日，热控一班设备巡视人员对3号机组DCS控制系统测温检查，发现3号机组7号DPU模件柜+5V，±15V电源模块温度超温，手持红外测温仪测量外壳温度达到50.5℃），聯系GE新华厂家技术人员，被告知电源模件工作温度不得超过60℃。开票检查模件柜散热风扇，发现最下层中间的风扇不转，中间层和最上层三个风扇均不转。在对中间层散热风扇进行拆除时，频繁触发DPU卡件故障（事后查历史趋势得知），并发生多台电机类设备跳闸，该风扇位置紧挨着DPU直流电源供电端子排和DPU站内BCnet通讯卡件HUB。

工作终止后，检查历史趋势，发现在拆除中间层散热风扇过程中出现了多次DPU卡件故障并出现设备跳闸及电动执行机构翻转现象。

查历史曲线发现3号机7号DPU在DPU风扇检修过程中。发生了1号小机跳闸，跳闸首出为“A给泵进口流量小”，而“A给泵进口流量小”跳闸条件为1号给泵进口流量低且1号给泵最小流量调阀反馈小于95%的条件满足，上述两测点“1号给泵进口流量”、“1号给泵最小流量调阀反馈”均非7号DPU测点，通过图六历史趋势可以看出，给水泵跳闸首出发出之前，前置泵电流已降为0，之后才发生“1号给泵进口流量小”，此时A给水泵前置泵停运。但“A给水泵前置泵停运“首出未发出，也未收集到前置泵停的输出指令。对上述情况进行分析后，判断当发生7号DPU故障报警后，DO，DI等卡件的信息收集工作发生失真，未采集到真实的信息。

从历史数据分析7号DPU故障共出现9次，指令与阀门状态、电机设备等运行状态不符合的情况出现两次，这两次所在时间区间内，相关设备启停指令均无变化，但设备状态已发生改变。3号机7号DPU内的重要设备如：A前置泵、2号顶轴油泵、A EH油泵、电泵辅助油泵、A小机主油泵、A小机排烟风机均发生跳闸。

2.2 事件处理分析过程

班组组织技术人员结合当时检修细节，判断当时分析可能原因：①DPU站内通讯中断，使得DI/DO状态翻转;②DPU内DI/DO端子板供电电源电压波动，使得DI/DO状态翻转;③DPU内I/O卡件供电电源电压波动，使得DI/DO状态翻转。

（1）验证是否为DPU站内通讯BCnet故障引起。进行DPU内卡件BCnet卡通讯丢失模拟试验，监视端子板上DO、DI卡件状态。方法如下：将7号DPU1号站中12、13号BCnet卡同时拔出，测试7号DPU1号站中的DI/DO端子输出，发现会出现DPU故障报警，但是不会出现翻转。排除BCnet卡通讯丢失，导致DPU内开关量信号发生翻转。

（2）验证是否为DPU站内DO、DI端子板供电电源电压波动引起。测量直流电源24V、48V输出电压分别为：24.12V、48.1V，通过晃动24V、48V各接线端子，并观察端子板处电压变化情况，发现24V、48V电压输出稳定，此时无DPU故障报警，也无开关量信号发生翻转。

（3）验证是否为DPU站内I/O卡件供电电源电压波动引起。测量直流电源15V、-15V、5V输出电压分别为：15.12V、-15.05V、5.03V通过晃动15V、-15V、5V各接线端子时，发现+5V电源接线柱，紧固螺丝松动。当人为晃动该接线柱时，DCS系统内出现卡件故障报警;且开关量信号状态发生翻转;且历史数据文件有失真。判断上述现象为5V供电电源电压丢失导致。当连续晃动该接线柱，DCS系统内除卡件故障报警一直存在外;还发现机柜内BCNET卡进入初始化状态，即FAIL灯常亮;之后现场机柜内所有卡件FAIL灯变亮报警;同时DO卡件上继电器发出动作的声音，DO通道动作。

3结束语

事件发生的直接原因为两根+5V电源线接接在同一根电源接线柱，固定螺帽松动。当检修人员工作时电源接线柱或电源线，则引起电压变化，使发生DPU卡件故障，且开关量信号状态发生翻转，并造成DO端子板上继电器动作，引起设备跳闸以及电动门误动。同时BCNET卡还会进入初始化状态致使通讯中断，输入输出卡件信号失真，历史数据也会与实际不符。使得事件的历史数据在分析事故时失去参考价值。

参考文献

[1]XDPS400分散控制系统应用手册

[2]XDPS安装指导手册

[3]DL/T 774-2015火力发电厂热工自动化系统检修运行规程