分散控制系统测试作业指导书教材.docx

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分散控制系统测试作业指导书教材

编写：

王彪

编写日期：

2008-08-05

审核：

批准：

前言

分散控制系统（DCS）对保证电厂全厂控制系统的安全、经济运行具有重要作用。

为进一步加强内蒙古电科院DCS性能测试现场工作的规范性、标准化，强化DCS性能测试安全管理，应严格执行有关规程要求，保证技术人员在现场工作中可以安全、优质地完成任务，内蒙古电力科学研究院热工自动化研究所决定编制分散控制系统（DCS）性能测试现场作业指导书。

以指导整个测试工作，把DCS性能测试现场工作做实、做细，提高现场工作服务水平，使现场工作可控、在控，以减少现场工作失误，确保优质、高效地完成整个DCS测试工作。

从而有力地保证机组的可靠、经济运行。

本作业指导书以《电力企业标准编制规则》（DL/T800-2001）为基础，参照国家电网公司标准化作业指导书（范本）编写。

本作业指导书指导现场标准化作业。

同时试验报告、安全措施票是现场标准化作业不可分割的部分。

由于编写者水平有限，有不正确的地方望大家指出

1.适用范围-----------------------------------------------4

2.引用文件-----------------------------------------------4

3.现场作业前准备-----------------------------------------5

4.工作条件及工作流程-------------------------------------9

5.测试内容和测试方法-------------------------------------10

6.结束工作----------------------------------------------43

关键词：

作业指导书

分散控制系统（DCS）性能测试作业指导书

1.范围

1.1本测试作业指导书适用于采用分散控制系统（DCS）的发电厂机组DCS的出厂验收、DCS系统的基建调试、改造调试测试作业工作，同样也适用于DCS系统的生产、检修、维护中的测试作业工作。

1.2作业指导书的目的是对分散控制系统（DCS）性能测试工作的规范化，按照科学的流程和程序完成现场作业。

2.引用文件

本作业指导书的编写依据下列规程。

所有标准及技术文件都有可能被修订，使用本作业指导书时应考虑下列标准及技术文件有无最新版本。

《火力发电厂炉膛安全监测系统在线验收测试规程》DL/T655-2006

《火力发电厂汽轮机控制系统在线验收测试规程》DL/T656-2006

《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》DL/T657-2006

《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》DL/T658-2006

《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程DL/T659-2006

《火力发电厂热工自动化术语》”DL/T701-1999

《火电厂热工自动化系统检修运行维护规程》DL/T774-2004

《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（2000）国电发（2000）589号

《火电工程调整试运质量检验及评定标准》

3.现场作业前准备

3.1准备工作安排

序号

内容

标准

备注

1

翻阅相关图纸、资料，熟悉所试验系统设备及设备试验方法，到现场详查安装情况及进度。

熟悉设备相关参数，掌握设备工作原理和试验步骤、方法，研读试验大纲。

2

试验前确定DCS系统运行情况。

包括检查设备状况、反措执行情况及设备的缺陷等。

3

制定本次试验计划并上报工程或试验项目负责人。

计划尽量符合现场工作整体安排。

4

根据本次试验的项目，全体工作人员应认真学习作业指导书，熟悉作业内容、进度要求、作业标准、安全注意事项。

要求所有工作人员都明确本次试验工作的作业内容、进度要求、作业标准及安全注意事项。

5

试验正式开始前一天，准备好所需仪器仪表、工器具、相关材料、备品备件、相关图纸、试验报告、本次需要进行的项目及相关技术资料。

仪器仪表、工器具、备品备件应试验合格，满足本次施工的要求，材料应齐全，图纸及资料应附合现场实际情况。

6

根据现场工作时间和工作内容落实工作票。

工作票应填写正确，并按《国家电网公司电力安全工作规程》相关部分执行。

3.2人员要求

序号

内容

备注

1

现场工作人员应身体健康、精神状态良好

2

工作负责人必须由具有工程师及以上职称，掌握全面的分散控制系统知识，工作五年以上并有较丰富工作经验的技术人员担任；工作人员必须具备必要的分散控制系统知识，掌握本专业作业技能。

3

全体人员必须熟悉《国家电网公司电力安全工作规程》和《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》。

4

分散控制系统性能测试作业需要作业人员1-3人。

分散控制系统出厂验收测试，分散控制系统厂家技术人员应到达配合试验。

3.3备品备件（试验中如需备品备件按下表填写：

）

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

2

3.4仪器仪表及工器具

序号

名称

规格/编号

单位

数量

备注

1

数字万用表

四位半

只

1

2

现场校准仪

FLUCK

只

1

3

SOE测试仪（含笔记本电脑）

SOE16T-I

套

1

3

快速录波仪

DL750

套

1

4

秒表

块

1

5

专用转接插板

块

1

6

7

电缆盘（带漏电保安器）

220V/380V/10A

只

1

8

兆欧表

1000V、500V

只

各1

在有效期内

9

标准电阻箱

ZX25A

台

1

10

调压器

0-500V

台

1

11

对讲机

对

1

12

常规工具（组合）

套

1

13

专用工具

套

1

DCS

说明：

根据现场实际需要增减

3.5材料

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

绝缘胶布

卷

1

2

自粘胶带

卷

1

3

小毛巾

条

1

4

中性笔

支

1

5

口罩

只

3

6

手套

付

3

7

毛刷

把

2

8

计算器

只

1

9

防静电环

只

1

10

电子仪器清洁剂

罐

1

11

微型吸尘器

台

1

12

吸尘器

台

1

13

打印纸

A4

本

3

说明:

可根据现场实际需要增减

3.6安全措施

序号

内容

1

作业期间按照电厂的相关要求办理各种工作票

2

按工作票检查一次设备情况和措施执行情况。

3

工作票签发后工作开始前，工作负责人必须向工作成员详细说明工作内容、工作范围、相邻带电设备、危险点等情况。

4

检查运行人员所作安全措施是否正确。

5

使用仪表应正确选择档位及量程，防止损坏仪表或因误用低内阻档测量直流回路造成直流接地、短路和误跳运行设备。

6

在分散控制系统上电前必须检查确认所有接线正确、牢固，避免烧毁模件或控制器等重要设备。

7

必须认真阅读分散控制系统测试规程，按照规程中的要求进行操作。

3.7试验危险点分析

序号

危险点内容

预防措施

1

控制系统检修容易造成程序或数据丢失。

控制系统软件更改或下装前作好数据备份，防止程序或数据丢失。

2

拆装设备时易发生设备损坏事件；

使用工具前应进行检查，不完整的工具不准使用；不熟悉电气工具和用具使用方法的工作人员不准擅自使用。

3

线路作业易发生人身触电。

电气作业应严格执行《电业安全工作规程（热力和机械部分）》规定；特别是检验直流电源时，应正确使用验电笔，防止人身感电。

4

进行系统联调设备时，容易造成机械伤害。

进行系统联调设备时，就地设好监护人，互相联系好。

5

进行绝缘测试时，容易将强电引入机柜造成板件烧损。

在进行控制系统绝缘测试时，正确使用摇表，全面检查电缆两端是否全部浮空，确保不发生强电引入机柜造成板件烧损的事件。

4.试验条件及试验流程

4.1试验条件

序号

内容

备注

1

所有DCS内部安装接线工作均按照设计院和厂家图纸的要求施工完毕，并经过校验。

2

系统配备的所有仪器、仪表、测点必须齐全，安装、接线正确、牢固。

所有仪器、仪表和电缆检验合格

3

现场不得有任何防碍操作的临时设施（按电业安全法规执行）。

4

现场配合人员必须经过专门培训，熟悉各分管设备的位置、结构、原理、性能、操作方法及紧急状态下的应急处理方法。

5

DCS控制系统具备上电条件。

4．2试验流程图

5.测试内容和测试方法

由于各个电厂所选用的DCS系统不同，所以导致测试项目及具体方法等略有不同，以下主要针对其共性和主要部分进行测试，如有特殊处理内容请见补充说明部分

5.1DCS系统一般性能测试

DCS工作环境及设备基本情况测试：

温度、湿度、振动、积灰、设备外观等；测试基本情况请见下表：

电子设备室（工程师室、控制室）工作环境及设备基本情况测试表

测试项目

标准（要求）

测试结论

测试人

温度

15℃-30℃

湿度

45%-80%

清洁度

含尘量≤0.3mg/m2

振动

振幅<0.5mm

照明

距地面0.8m处照度不低于200lx

计算机设备外观

外观完好，无缺件、锈蚀、变形和明显的损伤

计算机设备内部

安装牢固无松动，线路板无明显损伤和烧焦痕迹、各元器件无脱焊，内部各连线或连接电缆无断线，各部件、板卡及连接件安装牢固无松动，安装螺丝齐全

积灰情况

清洁、无灰、无污渍

主控制器及功能模件一般性检查

标志清晰、明确，清洁、无灰、无污渍，无明显损伤和烧焦痕迹，各部件安装牢固，插件无锈蚀、插针或金手指无弯曲、断裂，跳线和插针等设置正确、接插可靠，熔丝完好，型号和容量准确无误，连接通讯电缆、预制电缆准确安插到位，牢固无松动，螺丝紧固完毕，所有模件工作指示灯正常。

说明：

5.2DCS系统接地检查和抗干扰能力测试

5.2.1DCS系统通电前接地检查内容

5.2.1.1不得通过非DCS设备接地。

5.2.1.2不得接到高压设备所用的接地点。

5.2.1.3非系统设备不得通过DCS系统接地。

5.2.1.4DCS机柜外壳不允许与建筑物钢筋直接相连

5.2.1.5不得把接地接到结构件上。

5.2.1.6分散控制系统的接地应符合制造厂的技术条件和有关标准的规定。

屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地。

分散控制系统采用独立接地网时，若制造厂无特殊要求，则其接地点与电厂电气接地网之间应保持10m以上距离，且接地电阻不得超过2Ω。

当分散控制系统与电厂电力系统共用一个接地网时，控制系统地线与电气接地网只容许有一个连接点，接地点周围15m范围内不容许有大的转机设备，且接地电阻应符合DCS厂家提供的技术资料的要求。

接地检查过程中应作好记录，填表下表：

DCS系统接地检查表

测试项目

标准（要求）

测试结果

测试人

机柜接地点接地方式（CabinetGround）

逻辑接地方式（DigitalPowerGround）

机柜绝缘情况

接地铜版至接地桩导线距离

接地铜版至接地桩导线线径

接地电阻

说明：

（注意事项：

由于DCS系统的不同，各个厂家对接地的要求不尽相同，以厂家提供资料中的要求为准）

5.2.2DCS系统抗干扰能力测试

5.2.2.1现场引入干扰电压的测试：

用变压器作干扰源，从现场电流、热电偶、热电阻信号回路中引入共模干扰电压和差模干扰电压，在现场控制站I/O输入端子处测量实际共模和差模干扰电压值，实际测得的最大共模干扰电压值应小于输入模件抗共模干扰电压能力的60%。

共模抑制比（CMR）测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

共模抑制比

符合规定（≥90db）

说明：

差模抑制比（NMR）测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

差模抑制比

符合规定（≥60db）

说明：

5.2.2.2抗射频干扰能力的测试：

用频率为400-500MHZ、功率5W的步话机作干扰源，距敞开柜门的机柜1.5m处发出信号进行试验。

5.2.2.3用手机作干扰源发出信号，逐渐接近敞开柜门的机柜进行试验，记录计算机系统出现异常或测量信号示值有明显变化的距离。

抗射频干扰能力测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

射频干扰引起的测量信号示值的变化范围

不应大于测量系统允许综合误差的两倍

说明：

5.3精度和分辨力测试

5.3.1DCS系统子模件模拟量输入/输出通道精度测试

分别对电流、电压、脉冲、热电偶、热电阻的信号输入输出做精度测试；

5.3.1.1测试方法：

输入：

在每块模件上随机选取二至三个通道，在测点的相应端子上输入量程的0%、25%、50%、75%、100%信号，在操作员站的CRT上或工程师站的CRT上读取该测点的显示值与标准信号比较，其余通道加50%信号与标准信号比较。

输出：

在每块模件上随机选取二至三个通道，在操作员站上或工程师站上或手操器上分别按照量程的0%、25%、50%、75%、100%设置各点的输出值，在相对应的端子上用标准测量仪表测量读数，其余通道加50%输出信号与测量值比较。

5.3.1.2测试结果要求满足：

输入信号

电流：

通道误差≤±0.2%，抽样点的方和根≤±0.15%回程误差≤±0.1%

电压：

通道误差≤±0.2%，抽样点的方和根≤±0.15%回程误差≤±0.1%

脉冲：

通道误差≤±0.2%，抽样点的方和根≤±0.15%回程误差≤±0.1%

热电偶：

通道误差≤±0.3%，抽样点的方和根≤±0.2%回程误差≤±0.15%

热电阻：

通道误差≤±0.3%，抽样点的方和根≤±0.2%回程误差≤±0.15%

输出：

电流：

精度要求≤±0.3%，回程误差≤±0.15%

电压：

精度要求≤±0.2%，回程误差≤±0.1%

脉冲：

精度要求≤±0.2%，回程误差≤±0.1%

将相应的测试数据添表，以便存档，为以后的检修测试做比较判断模件的基本情况留下第一手资料。

填表见附录表

模拟量输入（AI）信号精度测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

模拟量输入（AI）信号精度

满足规定的或制造厂出厂精度的要求

记录单：

模拟量输入（AI）信号测试表

DCS工程名称：

站号或DPU编号：

设备号：

端子：

通道号

标准

实际

基本误差

回程误差

上升

下降

测试人：

复核：

日期：

说明：

模拟量输出（AO）信号精度测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

模拟量输出（AO）信号精度

满足规定的或制造厂出厂精度的要求

记录单：

模拟量输出（AO）信号测试表

DCS工程名称：

站号或DPU编号：

设备号：

端子：

通道号

标准

实际

基本误差

回程误差

上升

下降

测试人：

复核：

日期：

说明：

模拟量输出通道自保持功能测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

模拟量输出通道自保持功能

平均值、差值符合精度要求

说明：

5.3.2DCS系统子模件开关量输入/输出通道精度测试

5.3.2.1输入：

在每块模件上选取二至三个通道，通过短接/断开无源接点或加入/除去电平信号分别改变各输入点的状态，在操作员站或工程师站或手操器上检查各输入点的状态变化；

5.3.2.2输出：

在每块模件上选取二至三个通道，通过操作员站或工程师站或手操器分别设置0/1的输出，在对应的端子单元测量其通/断情况，同时检查模件对应的通道指示灯的状态，设计有继电器拓展输出的测量观察对应继电器的输出和动作指示灯。

作好记录填表见附录表

脉冲量输入（PI）信号精度测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

脉冲量输入（PI）信号精度

满足规定的或制造厂出厂精度的要求

记录单：

脉冲量输入（PI）信号测试表

DCS工程名称：

站号或DPU编号：

设备号：

端子：

通道号

标准

实际

触发电平

基本误差

回程误差

上升

下降

测试人：

复核：

日期：

说明：

脉冲量输出（PO）信号精度测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

脉冲量输出（PO）信号精度

满足规定的或制造厂出厂精度的要求

记录单：

脉冲量输出（PO）信号测试表

DCS工程名称：

站号或DPU编号：

设备号：

端子：

通道号

标准

实际

基本误差

回程误差

上升

下降

测试人：

复核：

日期：

说明：

开关量输入（DI）信号正确性测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

开关量输入（DI）信号正确性

测试点的状态变化应正确无误

记录单：

开关量输入（DI）信号测试表

DCS工程名称：

站号或DPU编号：

设备号：

端子：

通道号

测试结果

测试人：

复核：

日期：

说明：

开关量输出（DO）信号正确性测试记录表

测试内容

要求

测试结果

测试人

开关量输出（DO）信号正确性

测试点的状态变化应正确无误

记录单：

开关量输出（DO）信号测试表

DCS工程名称：

站号或DPU编号：

设备号：

端子：

通道号

测试结果

测试人：

复核：

日期：

说明：

5.3.3时钟同步精度测试

各过程站输入同一开关量信号，时间误差应小于保证的站间时间分辨力

时钟同步精度测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

过程站1（A信号）

时间误差应小于保证的站间时间分辨力

过程站2（A信号）

同上

过程站3（A信号）

同上

详细说明：

5.3.4SOE时间分辨率的测试

利用一台开关量信号发生器进行测试，信号发生器应能送出间隔时间可在1ms～5ms之间调节的3～5个开关量信号。

将信号发生器的信号接入事件顺序记录的输入端，改变信号发生器的间隔时间，直至事件顺序记录无法分辨时为止，即为事件顺序记录的分辨力。

分辨力不得超过1ms～2ms（按规范书规定）。

SOE顺序和分辨率测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

同一模件中SOE

记录的顺序和分辨率应与测试用SOE量变化的顺序和间隔相符

同一控制站不同模件SOE

同上

不同控制站不同模件SOE

同上

详细说明：

5.4DCS系统冗余性能测试

由于对DCS系统可靠性的要求，DCS系统普遍采用冗余配置，其冗余实现的如何直接影响整个系统在机组运行中的稳定程度。

5.4.1各现场控制站的冗余测试

强制退出现场控制站的主控制器，要求备用主控制器应自动切为主站，并且切换当中系统不得出错和死机，且在切换过程中，该控制器I/O点和逻辑功能应无任何扰动。

号控制站主控模件冗余测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

工作主控模件切向备用主控模件

控制站运行正常

反向切换

控制站运行正常

系统状态指示和设备报警

正确

问题说明：

号站号功能模件冗余模件冗余测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

工作模件切向备用模件

系统和对应控制回路运行正常

反向切换

系统和对应控制回路运行正常

系统状态指示和设备报警

正确

问题说明：

5.4.2操作员站和功能服务站冗余切换测试

分别逐一强制关闭工程师站、操作员站、历史站（停电或通过软关机），不影响其他运行的功能站，所停止操作员的功能可在其它未停的操作员站运行，且相应功能正常，并且测试有无系统报警，打印报警内容，然后恢复开机，其功能应自动恢复正常

号操作员站冗余测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

停用任一操作员站

系统运行正常

系统状态指示和设备报警

正确

问题说明：

服务器冗余测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

工作服务器切向备用服务器

系统运行正常

反向切换

系统运行正常

系统状态指示和设备报警

正确

问题说明：

5.4.3通信总线冗余切换测试

5.4.3.1环路通讯模件切换实验，在切换当中，将重要参数作成实时趋势，切换时趋势应连续，断开任意节点的一路通讯网络，系统应发出单网故障信息，趋势应连续，系统不得出错或死机

5.4.3.2切断主运行总线模件的电源或拔除主运行总线的插头，总线应自动切换到另一条运行，且系统诊断正常，系统数据不丢失、通讯不中断，同时打印诊断结果

系统通信网络冗余测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

投切网络上任一接点或设备

不影响整个系统通信和正常工作

切断冗余运行的通信网络或通信设备之一

网络通信不得中断且系统数据不得丢失

反向切换

网络通信不得中断且系统数据不得丢失

网络和通信故障报警、诊断画面、系统状态指示

正确

问题说明：

号站（DPU）通信网络冗余测试记录表

测试内容

要求

测试结论

测试人

投切网络上任一接点或设备

不影响整个系统通信和正常工作

切断冗余运行的通信网络或通信设备之一

网络通信不得中断且系统数据不得丢失

反向切换

网络通信不得中断且系统数据不得丢失

网络和通信故障报警、诊断画面、系统状态指示

正确

问题说明：

5.4.4机柜和系统供电切换测试

由于不同系统电源配置方案的不同，根据DCS系统的配置，做电源切换试验，要求辅助电源系统工作可靠，在切换当中不得导致出现系统故障、重启、数据丢失、模件故障等现象的发生，CPU应正常运行、无任何扰动，AI、AO测量精度应满足要求，D