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Mark Ⅵ控制系统故障分析 　　【摘 要】 随着燃机技术的发展，单机容量不断增大，控制技术不断进步，保护功能在燃机控制中的作用显得更重要。本文介绍了Mark VI 控制系统的网络架构，并对Mark Ⅵ控制系统故障进行了分析。 　　【关键词】 Mark VI 控制系统 故障分析 　　某发电有限公司的3台GE 9F级大型燃气轮机从2008年3月至今已运行4年，对于MARK VI控制系统积累了一定的运行维护经验。通过对MARK VI控制系统中典型硬件故障的分析及对软件优化案例的介绍，可为同类型机组运行提供参考。 　　1 MARK VI控制系统简介 　　1.1 MARK VI控制系统的网络架构 　　MARK VI控制系统是由美国通用电气公司（GE）生产的透平控制系统，专门用于大型燃气轮机和蒸汽轮机发电机组的自动控制，网络架构如图1所示，整个控制系统具有2层网络：厂级数据总线（PlantData Highway，PDH）负责机组之间的数据交换运行监控与操作和机组数据总线（Unit Data Highway，UDH）负责机组级的数据交换。 　　控制器通过UDH与HMI数据服务器连接，在PDH上挂接着操作员站、打印机、历史数据站等各种外部设备，通过路由器等相关设备还可与其他控制系统通讯，以组成一个更大更完整的系统。PDH和UDH均支持以太网传输数据。 　　1.2 硬件配置 　　Mark VI控制系统硬件上延续了Mark VI的结构，根据控制器的配置情况，控制柜中布置有R，S，T控制器机架，分别带有VCMI通讯控制卡，通过IONet与I/O柜相连，同时分别与X，Y，Z保护模块通讯，每块I/O卡都会送一个ID信号至VCMI卡，该ID信号包括硬件系列号、版本、代码、固化数字和固化版本；UCVX控制器位于VCMI通讯卡件右侧为控制系统核心卡件，负责运算处理数据，存储调用控制逻辑、算法，以及通过以太网接口与UDH相接；I/O控制卡采集并处理从端子板输入的各类模拟量、开关量信号，每一类I/O卡件都有其特殊的端子板；I/O端子柜中布置有端子板及电源分配模块，端子板通过预制电缆与控制柜中的I/O控制卡相连。 　　1.3 软件功能 　　MARK VI 控制系统的所有操作员站、通讯服务器及工程师站都使用基于Microsoft Windows NT的操作系统，在操作员站、通讯服务器上装有CIMPLICITY图形显示系统，为操作员提供实时环境中的控制和可视化处理，工程师站运行控制系统的TOOLBOX软件，用于系统组态。MARKVI的控制器采用QNX操作系统，这是一个适用于燃机控制保护等高速自动场合的实时系统。实现功能包括： 　　（1）报警显示记录功能。操作显示、成组显示、棒状图显示，报警显示及定期记录、事故追忆记录、SOE记录等。 　　（2）调节控制功能。启动控制、转速/负荷的设定和调节、燃机温度控制、进气导叶控制、燃料控制、排汽温度控制、轴封蒸汽系统控制、油系统控制等。 　　（3）顺序控制功能。燃机辅助系统顺控、启动运行和停机顺控、吹扫和点火顺控等。 　　（4）保护功能。超速保护、超温保护、振动保护、灭火保护、燃烧器监测保护、CO2火灾保护、润滑油压低保护、冷凝器真空低保护、汽轮机排汽温度高保护等。 　　2 硬件故障案例分析 　　2.1 端子板及卡件故障 　　对于模拟量端子板的故障通常比较好判断，通过TOOLBOX 软件打开组态软件后可以查看诊断报警，而且模拟量通道故障时采集到的数据是坏点的，维护人员比较容易判断出是外部信号的问题还是通道的问题，但是对于开关量端子板的故障判断相对就要困难一些。3号机组某次开缸检修期间，发现汽机再热冷却阀不能操作，该阀门为二位式的气动阀门，由电磁阀控制。在MARK VI 内发指令后通道无输出， 进一步检查发现通道对应的熔丝已经熔断，而测量现场回路电阻接近于0，判断为电缆或就地电磁阀线圈问题，经就地检查发现由于在长期的高温环境下电缆老化脱皮，线芯接触导通，更换电缆及熔丝后正常，开关量卡件通道故障多由于此种原因引起。又如某日3号机组停运时真空破坏门不能操作，该阀门为380VAC电源的开关型阀门，由汽机MARK VI控制。维护人员到现场检查，就地操作正常，通过组态软件查得该阀门的DO通道位置，由MARK VI内发指令DO触点未能动作，更换继电器仍就不能正常工作。此时考虑同一块板的其它通道是否正常，经试验也未能动作，说明整块板都有故障。紧固强电插头后，对控制器进行断电重启操作，试验通道正常，对阀门远操，开关也正常了。后经过进一步的检查，发现控制器机架及其卡件积灰比较严重，导致卡件不能正常工作，因此需加强定期清灰工作。 　　2.2 电源故障 　　可靠的电源是控制系统稳定工作的重要保障。控制系