1 引言
我廠老區2#制氧機于2003年9月建成投產,DCS控制系統采用的是中控技術公司的JX-300X控制系統。該系統自投運以來,運行情況一直較好,但自2006年后,系統先后遭受兩次雷擊事故,嚴重威脅到了制氧機的安全、穩定運行。本文介紹了我廠JX-300X控制系統遭受雷擊后充分利用現有的設備條件,靈活運用該系統硬件故障判斷技術,結合實際工作中摸索出的技巧,較好地判斷出故障卡件存在的位置,在不停機的情況下成功處理DCS雷擊故障。
2 雷擊事故現象與處理
2006年6月28日、7月7日,我廠2#制氧機DCS控制系統曾兩次遭受雷擊。工藝人員檢查現場設備均未停機,且各現場工藝參數均較正常,但大部分參數不能正常操作調節。
2.1儀控檢查
DCS控制系統1#機柜硬件故障診斷畫面顯示2#地址主控卡(SP243X)的I/O控制器故障,所有機籠通訊全部中斷,數據轉發卡(SP233)全部閃紅燈,控制系統檢測點數據全部保持,共損壞12塊卡件,含數據轉發卡(SP233)8塊、主控卡1塊,還有模擬量輸入卡(SP313),模擬量輸入卡均分布在1#機柜第一個機籠。同時現場有2個變送器損壞:其中1個為高壓氮氣壓力,1個為中壓氮氣壓力,1個測點位置在離中央控制室 150m 處供氣調配室,另1測點位置在離中央控制室 100m 處中壓氮氣總管附近。
2.2故障判斷
2.2.1 1#機柜控制系統通訊已全部中斷,數據全部保持。主要是由于數據轉發卡(SP233)的故障導致機籠與機籠之間、機籠與主控卡(SP243X)之間通訊中斷造成(總線故障可能性較小)。
2.2.2 2#地址主控卡(SP243X)的I/O控制器故障報警可能是主控卡(SP243X)故障造成。
2.2.3 因JX-300X控制系統具有主控卡(SP243X)冗余工作、數據轉發卡(SP233)冗余工作、模擬量輸入卡(SP313)保持等特點,使DCS控制系統在遭受雷擊時未導致現場儀控部分動作,從而未造成現場停機。
2.3 應急處理措施
2.3.1 根據現場設備均未停機,且各現場工藝參數均還正常的情況,應快速恢復儀控DCS投用,避免工藝原因被迫人工停機,我們采取了從2#機柜將數據轉發卡(SP233)(每個機籠取1塊)轉移到1#機柜相同機籠的備用數據轉發卡(SP233)位置的措施(轉移的是第一機籠),我們發現第一機籠的通訊已建立,類推換下其他機籠卡件,發現在硬件故障診斷畫面仍有部分數據轉發卡(SP233)閃紅燈,觀察發現后面換上去的數據轉發卡均處于工作狀態(1#機柜未被替換下的數據轉發卡處于備用狀態),我們試著把未被替換下的數據轉發卡全部拔出,最后發現基本通訊已建立。
2.3.2 根據故障模擬量輸入卡(SP313)發現,損壞的為控制系統1#機柜第一機籠的13#、14#卡件,且這2塊卡件(共8點信號)其中的7點信號都在同一根信號電纜內,另一點位置單獨在一屏蔽電纜內(離中央控制室 100m 處中壓氮氣總管附近)。雷擊可能是從這根信號電纜串入。
3 雷擊事故分析與預防措施
3.1 故障卡件維修報告分析
主控卡(SP243X):
更換卡件內DS75176BN(U13)DIP模塊。卡件故障分析:卡件通訊接口電路有強信號接入,造成卡件故障,不能正常工作。
數據轉發卡(SP233):
更換卡件內DS75176BN(U9)DIP模塊。卡件故障分析:卡件通訊接口電路有強信號接入,造成卡件故障,不能正常工作。