2018年6月16日, 某电厂1#机组脱硫DCS系统1#DPU负荷率出现异常波动, 其波动曲线如图 1所示。由图 1可见, 在6月16日时, DPU负荷率最高波动至77%。现场检查发现, 1#DPU处于主控状态, 21#DPU处于副控状态, DPU运行正常, 温度正常, 网络通信正常, 控制逻辑正常, 设备无异常操作且无任何报警。

鉴于该DPU已投入使用多年, 初步判断DPU负荷率异常波动是由硬件老化所引起的, 故退出所属系统保护, 对DPU进行如下检查处理。

(1) 2018年7月9日, 将21#DPU切换至主控运行, 观察21#DPU负荷率变化曲线, 如图 2所示。同样出现异常波动现象, 负荷率最高波动至77%。

(2) 重启1#DPU, 并切换至主控运行, 观察发现负荷率有所下降, 最大波动至38%, 但负荷率波动越来越大, 逐渐恢复到重启前的异常状态。

(3) 降低控制器中一般逻辑页的扫描速度, 除了重要温度信号及超净环保监测信号的逻辑页扫描周期保留为200 ms外, 其余逻辑页扫描周期均改为500 ms, 并删除DPU中多余组态点和逻辑, 观察发现DPU负荷率仍旧出现异常波动。

7月5日, 1#DPU出现1#吸收塔密度计排放阀故障报警。查阅历史曲线及报警记录发现, 在脱硫密度测量顺控逻辑执行过程中, 1#吸收塔密度计排放阀关指令发出15 s后阀门顺控操作失败。检查后发现:阀门控制逻辑正常, 参数设置正确, 阀门指令、反馈信号电缆屏蔽单端接地正常, 端子排接线无松动; 阀门就地开关正常, 且开关行程为30 s。阀门报警复位后, 又出现多次操作失败现象。

通过对比检查结果发现, 阀门故障发生时21#DPU负荷率波动至较高点, DPU负荷率异常波动对频繁启停的阀门影响明显。经分析, DPU负荷率异常波动造成了阀门开、关反馈状态发生异常翻转, DPU逻辑检测到反馈信号异常, 判断阀门操作失败, 从而发出故障报警。DPU负荷率波动造成了密度测量顺控失败, 影响了吸收塔液位信号(通过密度信号进行修正)的正确测量, 严重威胁机组的安全稳定运行。

对照DPU负荷率的影响因素再次排查发现, 逻辑组态中硬件监测页有一卡件的报警信号累计值达到上限(1000)。对其进行复位清零后, 报警次数还在持续快速增加, 进一步确认了故障I/O卡件是一块未接任何信号的备用DI卡件。

布置好安全措施后, 将故障卡件从背板插槽中拔出, 此时DPU负荷率立即降至28%左右且不再波动, DPU负荷率曲线与其他正常DPU负荷率曲线一致, 故障硬件拆除后负荷率曲线如图 3所示。

随后, 将21#DPU切换至主控运行, 发现负荷率恢复正常。经观察发现, DPU负荷率未再出现异常波动, 顺控故障也未再出现, 该问题得到了解决。综上所述, 1#DPU负荷率异常波动的原因是由某一备用卡件故障报警频发造成的。