辅网PLC异常停运原因分析及防范措施

辅网PLC异常停运原因分析及防范措施

李淑怡

（安徽省华电宿州发电有限公司234000）

摘要：随着火力发电机组向高参数、大容量方向发展,生产设备逐渐走向大型化,生产系统日趋复杂,生产过程中需要监视的内容越来越多,过程控制的任务越来越重,而配置的生产人员越来越少,为解决两者之间矛盾,越来越多的电厂采用了用发电厂辅网集中监控(BOP)系统。本文以安徽华电宿州发电有限公司为例，分析该公司辅助控制网（BOP）系统基本理论，然后对某次辅网PLC异常停运原因进行分析，总结出防范措施，以供广大读者参考。

关键词：辅助控制网系统；异常停运；防范措施

一、辅助控制网系统

安徽华电宿州发电有限公司公司辅助控制网（BOP）系统由南京电力自动化设备总厂设计生产。辅助控制网（BOP）包含水控制子网、灰控制子网和煤控制系统、燃油泵房等，在集中控制室，设有两台上位机，运行人员通过辅助控制网的上位机监控站LCD对全厂辅助系统进行监控。

水控制子网监控系统采用可编程控制器PLC+工业PC构成的计算机网络实现，PLC采用美国MODICON产品，CPU冗余配置，控制系统设有4台LCD操作员站，放在锅炉补给水处理车间的水控制室内，作为水运行人员对锅炉补给水处理、净水站等的运行情况进行监控。PLC机柜布置在锅炉补给水处理电子设备间。其中净水站加药系统，制氢站通过光纤传到化学控制室，接入水网监控系统。河边补给水泵房控制系统由于距离较远，约20多公里，采用无线传输到接入水网监控系统，水网控制系统设有冗余的双向数据通讯接口，采用冗余的以太网交换机，然后通过光纤MC与辅助系统控制网（BOP）实行双向数据通讯。输煤程控采用PLC+PC控制方式，可编程序控制器（PLC）按ModiconQuantum系列，控制室安排在煤控室，操作员站兼有工程师站功能，通过交换机输出到光电转换器MC，系统通过光纤远传到辅助系统控制网（BOP），与辅助系统控制网（BOP）系统进行数据通讯。除渣控制按#1、2两台炉设置一套PLC程控系统，除渣PLC控制系统采用以微处理器为基础的可编程序控制器(PLC)+CRT操作员站的方式。除灰控制和除渣控制系统交换机输出到通过交换机输出到光电转换器MC，通过光纤远传到辅助系统控制网（BOP），与辅助系统控制网（BOP）系统进行数据通讯。辅助系统控制网（BOP）控制柜位于#1锅炉电子间，通过光电转换器MC把现场远传的光纤信号转换电信号，接入辅助系统控制网（BOP）上位机，实现数据通讯。

二、辅网PLC异常停运原因分析

当部分间隔检修时，由于交换机上光口较多，如果发生光口接线错误的情况，导致网络中出现重复链路时，网络内信息就会在交换机内组成转发环路，使交换机不断转发信息，造成网络风暴。另外，网络中装置故障或交换机内部芯片故障等也会造成网络风暴，网络风暴的基本表现为大量重复报文在网络中快速传播。

通过公司上下分析研究，总结出辅网PLC异常停运原因包括：第一，在更换化学精处理控制系统交换机过程中工作人员误将精处理至化水车间的一条备用通讯线路插入交换机，主备两条线路同时工作从而形成网络环路。第二，对辅网交换机、工作站、PLC及各种网络介质进行检查，未发现异常现象。通过咨询“施耐德PLC”中国总部技术人员，判断为网络中某个通讯单元工作不稳定形成“网络风暴”，导致PLC停运。辅网厂家反馈，出现“网络风暴”最可能的直接原因为网络交换中存在网络环路。第三，在办公室内搭建临时试验用网络系统，模拟主备线路同时工作情况，结果同样出现“网络风暴”现象。第四，通过以上验证，更换化学精处理控制系统交换机过程中工作人员误将备用线路插入交换机是造成辅网各PLC异常停运的主要原因。

本次事故中也暴露了很多问题，详细来说主要包括：辅网系统网络结构过于简单，仅靠“傻瓜”式交换机相互连接，未设置分层布置的网络构架，不能有效防止“网络风暴”现象发生；辅网系统各网点之间无硬件隔离，不能有效阻止无用数据相互传递；维护人员缺乏对网络通讯相关知识的了解；化学精处理网络线路标识不够清晰；化学精处理控制系统更换交换机工作未编制工序卡、工作人员经验不足，人员安排不合理；发电部没有进行过辅网系统故障情况的事故预想。

防范措施

通过本次辅网PLC异常停运事件，安徽华电宿州发电有限公司对其主要原因和暴露的问题进行总结，并参考相关理论，总结出科学合理的防范措施，从而降低类似事件的发生。

第一，将具体防范措施落实到具体责任部门，由其责任人直接负责，并制定计划完成时间，由公司中高层作为验收人和监督人，从而确保各个环节有相应部门和人员负责，避免出现相互推诿和不负责的现象。比如热控维修部、发电部、生技部应该在防范措施过程中发挥模范带头作用，主动承担相应责任，切实维护公司财产和安全稳定。

第二，作为辅网PLC防范的重点部门，热控维修部应该从公司整体的角度出发，编写控制系统网络设备检查、更换的工序卡并严格执行，控制系统（DCS、PLC）检修工作必须安排有经验的工作人员并设专人监护，辅网所有网络设备设置明显标识，对辅网系统网络连接情况进行全面检查，杜绝形成环形传输的可能，对辅网上位机逐台进行系统杀毒，整理操作系统，禁用windows系统“信使服务”功能，上位机重装或更换新上位机时统一使用“windows2000”系统，禁止使用“XP”或“W7”系统。

第三，发电部也应该在其中发挥中流砥柱的作用，应该将辅网各上位机USB口封闭，禁止使用USB口进行数据传输，针对DCS、PLC故障进行事故预想、编写事故预案，进行事故演习，调研辅网网络构架改造方案及可行性。辅网的工控机已使用4~5年，配置较低，建议报明年技改项目，更换工控机，同时进行辅网改造，联系厂家进行系统升级。在辅网改造之前，将辅网四个子网暂时隔离，建议先买4台新工控机，重装系统，试验好后进行备份，封死USB口，然后逐台替换原工控机，进行格式化杀毒，重装。

第四，本文认为，为了防止日后发生类似的事故，公司有关部门应该针对本次事故进行专题培训，确保公司上下都能够从意识和行动两个方面给予重视，将安全生产落到实处，从而实现企业正常生产。另外一方面，本文认为培训工作应该是一个长期的过程，能够针对辅网PLC出现的新问题而不断更新培训内容，掌握最新理论和实践前言，应用于实际生产中。

参考文献：

[1]牛百芳,张洪星.一次网络环网故障导致辅网PLC瘫痪的原因分析和处理[J].自动化博览,2013,04:95-97.

[2]鹿庆,李慎斌,李涛祥.基于PLC和IFIX的控制系统在电厂辅网中的应用[J].机械工程与自动化,2014,05:159-160.

[3]杨刚,李霞.火电厂辅网一体化集控系统优化方案与实施[J].电工技术,2012,03:50-51+55.

个人简介

姓名：李淑怡（1987.03--）；性别：女，籍贯：山东省肥城市，学历：本科，毕业于华北电力大学；现有职称：助理工程师；研究方向：热控自动化；