热工自动化系统检修与运行维护规程详解

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"《热工自动化系统检修运行维护规程》是一份详细的指南，针对2×150MW热电发电厂的热工自动化设备进行检修和运行维护的标准化操作。该规程旨在确保系统的高效、安全运行，以满足电力生产的需求。主要内容包括： 1. 范围：规程适用于热电厂内的所有热工自动化系统，涵盖DCS（分散控制系统）、DAS（数据采集系统）、MCS（监控和控制系统）、CCS（协调控制系统）、AGC（自动发电控制）、SCS（锅炉燃烧控制系统）、FSSS（火警和安全系统）、MFT（主燃料跳闸）、DEH（汽轮机数字电液控制系统）、ATC（自动调节器）、OPC（开放平台通信）、TSI（涡轮叶片振动监测）、FCS（现场总线系统）等。 2. 计算机控制系统：详细规定了停运前的检查、停运后的检修流程，包括软件检查。还涉及控制系统的基本性能试验、功能试验，以及热工自备UPS的测试。此外，规程强调了计算机控制系统在投运与验收、日常维护以及停用时的正确操作与维护方法。 3. 检测仪表及装置：包括单体检测仪表、测量系统、温度、压力、液位和流量测量仪表的检修与校准，如直读式仪表、压力变送器、温度变送器、电接点水位计、差压式水位测量、节流装置等。每个类别都有相应的试验和维护要求，如感温元件的检查，以及光学式分析仪表的校准。 4. 运行维护：规程不仅关注硬件设备，也注重系统的定期维护，以保证其性能稳定和数据准确性。维护工作涵盖了计算机控制系统的日常运维、故障排查，以及仪表的周期性检查和校准。 5. 术语与规范：规程引用了相关的技术标准和行业规范，以确保操作符合国际或国内的最新标准。遵守这份规程对于保证热工自动化系统的正常运行，预防故障，提高设备效率，降低维护成本，以及确保人员安全具有重要意义。通过遵循这些详细的操作步骤和维护要求，可以提升整个发电厂的运行管理水平。"

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4.1.2.8.1 PLC 系统退出运行；关闭电源。

4.1.2.8.2 清扫检修 PLC 机柜、机架、PLC 模件及散热风扇；工作完成后设备应清洁无灰、无污渍。风

扇转动正常无卡涩，方向正确。

4.1.2.8.3 检查 PLC 后备电池，如电量不足则更换新电池。

4.1.2.8.4 检查带有熔丝的模件通道，其熔丝容量应符合要求；若熔丝已坏，应查明原因后再予以更换。

4.1.2.8.5 松开各模件接线端子排固定螺丝，拔出接线端子，检查：

a) 端子排中与模件插角对应的卡簧应无变形、松动；各接线端子的接线号应齐全，接线整理后应整

齐美观，无裸露线；

b) PLC 各模件中的电子元器件应无烧痕、破损、焊点松动现象，元件间连接插针应无变形、磨损；

对模件安装底板各变形的插针进行矫正，插针断裂的底板应进行更换；检修后要求底板固定牢固、

插针完整、无变形和断裂；

c) 检查所有 PLC 的 I/O 柜及中间柜的通讯电缆接头、分离器和分支器等应连接良好，特别是接头内

的屏蔽线须固定扎实；

d) 恢复系统，检查各 I/O 模件、回路接线和插件应紧固无松动，各设置开关（DIP 开关）和跳线设

置正确。

4.1.2.8.6 检查电缆接线正确后，恢复供电；PLC 电源模件指示应正常，通讯模件通讯指示灯正常闪亮；

I/O 柜通讯模件通讯指示灯显示正常，并在 CRT 上确认所有 PLC 就地柜通讯正常；各模件工作检查指示灯

应指示正常，无报警信号。

4.1.2.8.7 检查各个站点间及与计算机间各输入、输出模件和 CPU 之间通讯应正常。

4.1.2.8.8 检查远程 I/O 子系统和控制器间，主机和控制站间的通讯应正常。

4.1.3 软件检查

4.1.3.1 操作系统检查

4.1.3.1.1 通电启动各计算机，启动显示画面及自检过程应无出错信息提示，否则予以处理。

4.1.3.1.2 通常操作系统上电自启过程应无异常或出错信息提示；若出现提示错误并自动修复，应重新

正常停机后再次启动操作系统一次，检查错误应完全修复，否则应考虑备份恢复或重新安装。

4.1.3.1.3 启动操作系统后，宜关闭所有文件，启动磁盘检测和修复程序，对磁盘错误进行检测修复。

4.1.3.1.4 检查并校正系统日期和时间。

4.1.3.1.5 搜索并删除系统中的临时文件，清空回收站；对于不具备数据文件自动清除功能的各工作站，

应对无用的数据文件进行手工清理。

4.1.3.1.6 检查各用户权限、帐号口令、审核委托关系、域和组等设置应正确，符合系统要求。检查各

设备和/或文件、文件夹的共享或存取权限设置应正确，符合系统要求。

4.1.3.1.7 检查硬盘剩余空间大小，应留有一定的空余容量。宜启动磁盘碎片整理程序，优化硬盘。若

有必要，则备份该磁盘或卷的全部内容，然后将其格式化，再从备份中恢复该磁盘或卷的全部内容。

4.1.3.2 应用软件及其完整性检查

4.1.3.2.1 DCS 系统逻辑修改等工作完成后，须再次进行软件备份。

4.1.3.2.2 根据制造厂提供的软件列表，检查核对应用软件应完整。

4.1.3.2.3 根据系统启动情况检查，确认软件系统完整。

4.1.3.2.4 启动应用系统软件过程应无异常，无出错信息提示（对于上电自启的系统，此过程在操作系

统启动后自动进行）。

4.1.3.2.5 分别启动各工作站的其它应用软件，应无出错报警。

4.1.3.2.6 使用提供的实用程序工具，扫描并检查软件系统完整性。

4.1.3.2.7 启动计算机系统自身监控、查错、自诊断软件，检查其功能应符合制造厂出厂规定。

4.1.3.2.8 检查存储设备应有一定的容量储备。

4.1.3.3 权限设置检查

4.1.3.3.1 检查各操作员站、工程师站和其它功能站的用户权限设置，应符合管理和安全要求。

4.1.3.3.2 检查各网络接口站或网关的用户权限设置，应符合管理和安全要求。

4.1.3.3.3 检查各网络接口站或网关的端口服务设置，关闭不使用的端口服务。

4.1.3.4 数据库检查

4.1.3.4.1 数据库访问权限设置应正确，符合管理和数据安全要求。

4.1.3.4.2 对数据库进行探寻，各数据库或表的相关信息应正确。

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4.1.3.4.3 数据库日志记录若已满，应立即备份后清除。

4.2 试验项目与技术标准

4.2.1 控制系统基本性能试验

4.2.1.1 冗余性能试验

4.2.1.1.1 各操作员站和功能服务站冗余切换试验

a) 人为退出现场控制站中正在运行的主控制器，备用主控制器应自动、无扰、快速的投入工作；

b) 对于并行冗余的设备，如操作员站等，停用其中一个或一部分设备，应不影响整个 DCS 系统的

正常运行；

c) 对于冗余切换的设备，当通过停电或停运应用软件等手段使主运行设备停运后，从运行设备应立

即自启或切换至主运行状态；

d) 在进行 a）～c）试验的同时，按同样方法进行反向切换试验，系统状况应相同；

e) 上述试验过程中，除发生与该试验设备相关的 I&C 报警外，系统不得发生出错、死机或其它异

常现象，故障诊断显示应正确。

4.2.1.1.2 现场控制站主控制器及功能模件冗余切换试验

a) 模件通电前，检查模件熔丝应齐全、容量正确；

b) 模件通电后，检查各指示灯显示应与正常的实际状况相符；

c) 选择下列方法逐一进行模件冗余切换试验：

1) 取出主运行模件的熔丝；

2) 复位主运行模件；

3) 将主运行模件拔出（模件可带电插拔时）；

4) 恢复主运行模件原状态；

d) 试验过程中，系统应能正常无扰动的切换到从运行模件运行或将从运行模件改为主运行模件：故

障诊断显示应正确，除模件故障和冗余失去等相关报警外，系统应无任何异常发生。

4.2.1.1.3 通讯网络冗余切换试验

a) 试验前进行下列检查：

1) 总线电缆应无破损、断线；

2) 接插件接插应牢固、接触良好；端子接线正确、牢固无松动；

3) 检查总线终端电阻值正常，接线牢固。集线器、总线模件通电后指示灯显示正常；

4) 检查总线模件工作指示灯或诊断系统，应无异常；冗余总线应处于冗余工作状态。

b) 选择下列方法逐一进行通讯总线冗余切换试验：

1) 任意节点上人为切断一条通信总线；

2) 切投通信总线上的任意节点；

3) 模拟故障（断开一根电缆或一个终端匹配器）。

c) 选择下列方法逐一进行总线模件冗余切换试验：

1) 切断主运行总线模件的电源；

2) 拔出主运行总线的插头；

3) 拔出一块 PC 网卡；

4) 模拟其他条件。

d) 同样方法进行 b)、c)的反向切换试验，系统状况应相同；

e) b)～d)试验过程中，通讯总线应自动切换至冗余总线运行；指示灯指示和系统工作应正常；检查

系统数据不得丢失、通讯不得中断、I&C 报警正确、诊断画面显示应与试验实际相符。

4.2.1.1.4 系统（或机柜）供电冗余切换试验

a) 控制系统及机柜用电源的自投供电或 n+1 冗余供电系统，应逐一进行以下冗余切换试验：

1) 切断工作电源回路，检查备用供电须自动投入；

2) 分别关闭 I/O 站上互为备份的两块系统电源模件中的工作模件；

3) 分别关闭 I/O 站上互为备份的两块现场电源模件中的工作模件；

4) 对于 n+1 冗余供电系统，切断任一路供电；

5) 同样方法对 1)～4) 进行反向切换试验，系统状况应相同。

b) 上述试验过程中，控制系统应工作正常，中间数据及累计数据不得丢失，故障诊断显示应正确，

除发生与该试验设备相关的 I&C 报警外，系统不得发生出错、死机或其它异常现象。

4.2.1.1.5 控制回路冗余切换试验

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a) 计算机控制系统投运，与控制回路相关的主控制器和模件投运正常；

b) 选择下列方法之一进行控制回路冗余切换试验：

1) 利用手操器等设备手动使控制回路输出一个固定的值或状态；

2) 将在运行状态的相关主控制器或输出模件复位和断电。

c) 观察控制回路输出应无变化和扰动，检查备用主控制器或输出模件的运行状态应正确；

d) 同样方法进行控制回路反向冗余切换试验，结果应正确。

4.2.1.2 系统容错性能试验

4.2.1.2.1 在操作员站的键盘上操作任何未经定义的键，或在操作员站上非法输入一系列命令，操作员

站和控制系统不得出错、死机或其它异常现象。

4.2.1.2.2 进行部分系统和外围设备的重置试验：

a) 关闭 I/O 站的系统主控电源（冗余配置时，则全部关闭），30s 后重新闭合；

b) 关闭运行的 CRT 电源，然后再合上；

c) 关闭运行的操作员站主机电源，然后再合上；

d) 关闭运行的通讯站主机电源，然后再合上；

e) 分别关闭打印机电源，然后再合上（正在打印和未在打印时分别进行）；

f) 试验过程中，控制系统应运行正常，不出现任何异常情况。操作员站上的“系统状态图”诊断显

示（包括主控单元上的“故障”和“运行”状态显示）应与实际相符。

4.2.1.2.3 在操作员站或工程师站重启后进入历史数据库，历史数据库数据应保存正常；通过组态器建

立和删除历史数据曲线等控制功能正常。

4.2.1.2.4 模件热拔插试验：

a) 确认待试验模件具有热拔插功能；

b) 拔出一输出模件，屏幕应显示该模件的异常状态，控制系统应自动进行相应的处理（如切到手动

工况、执行器保位等）；在拔出和插入模件（模件允许带电插拔）的过程中，控制系统的其他功

能应不受任何影响；

c) 被试验 I/O 模件通道输入电量信号并保持不变，带电插拔该 I/O 模件重复两次。应对系统运行、

过程控制和其它输入点无影响，拔出显示“不存在”，插入显示“正常”， CRT 对应的物理量

示值热插拔前后应无变化。

4.2.1.3 系统实时性测试

4.2.1.3.1 调用 CRT 画面响应时间：通过连续切换操作员站 CRT 画面十次，通过程序（或秒表）测量最

后一个操作到每幅画面全部内容显出完毕的时间。计算操作员站画面响应时间的平均值应小于1.5s（一般

画面不大于 1s；最复杂画面小于 2s），或不低于制造厂出厂标准。

4.2.1.3.2 CRT 画面显示数据刷新时间：观察CRT 过程变量实时数据和运行状态变化，通过程序（或秒

表）测试变化 20 次的总时间。计算 CRT 画面上实时数据和运行状态的刷新周期应保持为 1s，且图标和显

示颜色应随过程状态变化而变化。

4.2.1.3.3 开关量采集的实时性：选择数个开关量通道，接入测试用开关量信号，按设计开关量采样周

期交替改变状态。通过开关量变态打印功能检查开关量信号采集的实时性。变态打印结果应与设定采样周

期相符。

4.2.1.3.4 控制器模件处理周期：通过程序（可参见资料性附录 E 组态下装）分别测试模拟量和开关量

的处理周期，应满足模拟量控制系统不大于 250ms，专用开关量控制不大于 100ms。快速处理回路中，模

拟量控制系统不大于 125ms，专用开关量控制不大于 50ms。

4.2.1.4 系统响应时间的测试

4.2.1.4.1 将开关量操作输出信号直接引到该操作对象反馈信号输入端。记录操作员站键盘指令发出，

到屏幕显示反馈信号的时间，重复 10 次取均值。操作信号响应时间平均值应不大于 2.0s。

4.2.1.4.2 将模拟量操作输出信号直接引到该操作对象反馈信号输入端。记录操作员站键盘指令发出，

到屏幕显示反馈信号的时间（或在工程师站选择一模拟量测点，通过键盘输入信号值，观察、记录该信号

发出至另一工程师站 CRT 上数据变化时间）。重复 10 次取均值。操作信号响应时间平均值应不大于 2.5s。

4.2.1.5 系统存贮余量和负荷率的测试

4.2.1.5.1 通过系统工具或其它由制造厂提供的方法，检查每个现场控制站的内存和历史数据存贮站（或

类似站）的外存容量及使用量。应满足以下要求：

a) 控制器站处理器处理能力余量应≮50%；

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b) 操作器站余量应≮60%；

c) 内存余量应大于总内存容量的 40%；

d) 外存余量应大于总存贮器容量的 60%。

4.2.1.5.2 通过系统工具或其它由制造厂提供的方法，测试计算机控制系统的负荷率。各负荷率应在不

同工况下测试五次，每次测试时间 10s，取平均值，应满足：

a) 所有现场控制站的中央处理单元在恶劣工况下的负荷率应不大于60%；

b) 计算站、数据管理站等的中央处理单元在恶劣工况下的负荷率应不大于 40%；

c) 数据通信总线的负荷率，以大网应不大于 20%，其它网络应不大于 40%。

4.2.1.6 抗干扰能力试验

4.2.1.6.1 当使用环境变化时，应进行下列抗干扰能力试验。

4.2.1.6.2 现场引入干扰电压的测试：

a) 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（测试方法参见附录D）；

b) 若现场引入干扰电压的测试条件无法满足时，也可在模拟量信号精确度测试的同时，在现场控制

站 I/O 输入端子处测量从现场引入的共模和差模干扰电压值；

c) 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%；

d) 实际测得的差模信号引起的通道误差应满足下列公式要求：

%／（10

NMR/20

）≤ 0.05%

式中：

%—输入端子处测得的交流分量峰峰值与该点满测量之比；

NMR—为差模抑制比，计算公式为：



2 2V

NMR  20lg



V V



max min







式中：

max

— 加干扰后测得最大值；

min

— 加干扰后测得最小值；

— 输入的量程中值信号。

4.2.1.6.3 抗射频干扰能力的测试：用频率为 400 MHz～500MHz、功率为 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，计算机系统应正常工作，记录测量信号示值变化范围应不大于

测量系统允许综合误差的两倍。

4.2.1.7 测量模件处理精度测试

4.2.1.7.1 测量模件处理精度测试时，应保证标准信号源（校正仪）的阻抗与模件相匹配，内外供电电

源应对应。

4.2.1.7.2 检查每个通道的设置系数，应符合测量系统量值转换要求。

4.2.1.7.3 模拟量输入（AI）信号精度测试：

a) 对于新建或大修机组，每块模件的 I/O 通道应逐点进行精度测试；对于中、小修和其它情况，每

块模件上可随机选取 1～4 个通道（见表 1）；

b) 用相应的标准信号源，在测点相应的端子上分别输入量程的0%、25％、50%、75%、100%信号，

在操作员站或工程师站（手操器）读取该测点的显示值，与输入的标准值进行比较；

c) 记录各测点的测试数据，计算测量误差，应满足表 1 的精度要求。

表1 输入模件通道精度标准

信号类型

电流(mA)

电压(VDC)

电压(0～1VDC)

脉冲(Hz)

热电偶(mV)

热电阻(Ω)

基本误差

通道

±0.2%

±0.3%

±0.2%

±0.3%

抽样点的方和根

±0.15%

±0.2%

±0.15%

±0.2%

回程误差

模件通道数

随

机

抽

样

通

道

0.1%

0.15%

0.1%

0.15 %

0.15%

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4.2.1.7.4 脉冲量输入（PI）信号精度测试

a) 按 4.2.1.7.3 的 a)，用标准频率信号源，在测点相应的端子上分别输入量程的10%、25%、50%、

75%、100%信号，在操作员站或工程师站（手操器）读取该测点的显示值与输入的标准值进行比

较；

b) 记录各测点的测试数据，计算测量误差，检查触发电平，均应满足表 1 要求（或制造厂出厂精度）。

4.2.1.7.5 模拟量输出（AO）信号精度测试

a) 按 4.2.1.7.3 的 a)，通过操作员站（或工程师站、或手操器），分别按量程的 0%、25%、50%、

75%、100%设置各点的输出值，在 I/O 站对应模件输出端子用标准测试仪测量并读取输出信号示

值；与输出的标准计算值进行比较；

b) 记录各点的测试数据，计算测量误差，应满足表 2 的精度要求。

表2 输出模件通道精度标准

AO 信号类型

电流(mA)

电压(V)

脉冲(Hz)

基本误差

±0.25%

回程误差

0.125%

4.2.1.7.6 脉冲量输出（PO）信号精度测试

a) 按 4.2.1.7.3 的 a)，通过操作员站（或工程师站或手操器）分别按量程的10%、25%、50%、75%、

100%设置各点的输出值，分别在各输出端子上用标准频率计测量并读取示值。与输出的标准计算

值进行比较；

b) 记录各测点的测试数据，计算测量误差，应满足制造厂出厂精度要求。

4.2.1.7.7 开关量输入（DI）信号正确性测试

a) 按 4.2.1.7.3 的 a)，通过短接／断开无源接点或加入/去除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（手操器）上检查各输入点的状态变化；

b) 记录测试的各点状态变化，应正确无误。

4.2.1.7.8 中断型（SOE）开关量输入通道的正确性检查

a) 通过开关量信号发生器，送出间隔时间在 1ms～5ms 间的 3 个～5 个开关量信号，至 SOE 信号的

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止。事件顺序记录的分辨力

应≤1ms；报警显示、打印信号的次序及时间顺序，应与输入信号一致；重复打印时，时序应无

变化；

b) 若无开关量信号发生器，可在不同站的 SOE 信号输入端同时输入信号（如将不同站的 SOE 信号

输入端连接到同一开关上，然后合、断开关），观察操作员站上 SOE 报警列表中的显示和打印

记录内容，应与输入信号一致，且在信号发生和消失的间隔内不应重复打印；其信号间的动作时

间差，应小于≤1ms。

4.2.1.7.9 开关量输出（DO）信号正确性测试

a) 按 4.2.1.7.3 的 a)，通过操作员站（工程师站或手操器）分别设置0 和 1 的输出给定值，在 I/O 站

相应端子上测量其通/断状况，同时观察开关量输出指示灯的状态；

b) 记录各点的测试状态变化，应正确无误。

4.2.1.8 通道输出自保持功能检查

a) 在操作员站上对被测模件通道设置一输出值，在 I/O 站相应模件输出端子上测量、记录输出值；

b) 将该 I/O 站系统电源关闭再打开，在相应输出端子上再次测量记录输出值；

c) 该模出量断电前后的两次读数均应在精度要求的范围内；

d) 该模出量上述操作前后的两次读数之差的一半所计算的示值最大误差值，也应不大于模件的允许

误差。

4.2.2 控制系统基本功能试验

4.2.2.1 系统组态和在线下载功能试验

4.2.2.1.1 检查工程师站权限设置，以工程师级别登录应正确。

4.2.2.1.2 打开工程师站中的系统组态软件，按照组态手册离线建立一个组态，在条件许可情况下进行

编译生成，检查确认组态软件功能应正常。

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