張成程 劉爭

【摘 ?要】隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，對工業(yè)自控系統(tǒng)計算機的要求業(yè)越來越高，只有功能強，可靠性高，有更好的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，靈敏行高的高精密的自控系統(tǒng)才能更好的保證和提高電力行業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量.真正實現(xiàn)無人職守。目前，分散控制系統(tǒng)（DCS）以先進的技術(shù)、豐富的控制功能、可靠的工作性能等優(yōu)勢，占據(jù)了大、中型電力行業(yè)的主控領(lǐng)域。本人結(jié)合多年的工作實踐，對DCS控制系統(tǒng)中常見的硬件故障以及處理辦法做簡單的介紹，供大家參考論證。

【關(guān)鍵詞】DCS;硬件故障;分析

DCS系統(tǒng)（Distributed Control System，分散控制系統(tǒng)），由于采用“管理集中、控制分散”的設(shè)計方法，也稱為集散控制系統(tǒng)，它徹底避免了集中控制系統(tǒng)中因中心計算機故障而導(dǎo)致整個過程控制系統(tǒng)癱瘓的現(xiàn)象，將危險分散，系統(tǒng)各部分的故障不影響其他部分的正常工作，因而具有更高的安全可靠性，可分布于較大地域，能進行大型生產(chǎn)過程的實時控制，模擬量數(shù)據(jù)處理功能和運算功能強，能勝任大型和控制狀況復(fù)雜的過程控制系統(tǒng)，而且還可以實現(xiàn)在線優(yōu)化、實時調(diào)度、統(tǒng)計管理等功能。

為提高生產(chǎn)效率和企業(yè)整體效益，近些年，我國各地電力企業(yè)都開始采用DCS集散控制系統(tǒng)對工業(yè)生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控。由于生產(chǎn)裝置的特點是連續(xù)化大生產(chǎn)，對自動化控制水平的要求較高，因而對DCS硬件的完好率要求非常嚴，一旦發(fā)生硬件故障便要求DCS維護人員迅速判斷故障點，并及時排除。然而，要排除DCS硬件故障難度很大，原因之一是廠家不提供DCS系統(tǒng)完整的電路圖;原因之二是即使知道某個模塊發(fā)生故障，也絕不允許在生產(chǎn)周期內(nèi)在線進行檢修。而DCS模塊離線后會失去供電回路和信號回路，很難檢測和尋找出損壞的元件。現(xiàn)針對這些困難，結(jié)合經(jīng)驗以一些常見的DCS硬件故障為例進行探討。

硬件故障相對于軟件故障來說能較為直觀地發(fā)現(xiàn)，維修的基本方法就是更換模塊。根據(jù)故障指示燈和故障現(xiàn)象判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵，盲目的更換會帶來不必要的損失。

1.IO模塊COM燈閃爍的故障處理

首先，檢查有沒有不工作的模塊，如果電源燈都不亮，應(yīng)將其拔下再觀察;接下來，判斷模塊本身有沒有問題。將模塊插入到別的站，觀察是否有同樣的問題發(fā)生，如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，則基本說明該模塊正常。如果離線的模塊沒有問題，可采用按一定的順序拔模塊，直至模塊通信正常，再重點檢查最后一個拔下來的模塊。如果是模塊在本站其他位置通信正常，而只是在特定的位置不好，則說明和模塊的底座、地址和通信信號質(zhì)量問題有關(guān)。最后，判斷地址有沒有重復(fù)的。數(shù)清楚此站設(shè)備組態(tài)中一共組了多少個模塊，再數(shù)清楚此站目前一共插入了多少個模塊，再看清楚上位機的設(shè)備狀態(tài)圖共有多少個會模塊在線，如果數(shù)據(jù)一致，則說明正常，如果數(shù)據(jù)不一致，則說明有模塊使用的地址不對。

2 從機error燈閃爍的故障處理

對于主機error燈閃爍表示沒有符號表，或者在運行過程中檢測到符號丟失或被破壞，對于該類問題，一般可以通過codesys登錄到主控后點擊“在線”，“下載啟動工程和符號表”或者重新做一次完整的增量下裝。從機error燈閃爍提示冗余進程失敗，雙機的數(shù)據(jù)庫沒有保持一致。如果冒然重啟主機將會導(dǎo)致切換而造成現(xiàn)場擾動。

3 接有變頻器的信號波動大的故障處理

變頻器相當(dāng)于一個四線制儀表，而且變頻器都要求接地，這樣就存在兩點接地。同時，變頻器的電流變化大，感應(yīng)也大，容易引入干擾。它的解決方法有：1）盡量用FM148E接變頻器信號;2）加隔離器;3）軟件加濾波處理。有些變頻器要求進出主線加阻波器，但有些廠家沒加，對DCS的干擾會加大。

4 主控突然斷電又突然來電，主控程序丟失的故障處理

主控來電時，外來電壓不穩(wěn)，因而DC24V電壓也不穩(wěn)，干擾主控啟動順序，主從同時啟動，在啟動正常前，主控?zé)o法判斷誰主誰從，于是出現(xiàn)相互備份，這樣兩個主控都會出錯，所以，必須清空后重新下裝。注意：不能同時上AC220V電源，要先斷開AC220V電源開關(guān)，再斷開DC24V電源開關(guān)。如果用西門子的產(chǎn)品，電源就不會出現(xiàn)該問題，因為它的電源是延時2秒等電壓穩(wěn)定后再接通的。

5 某個模塊出問題導(dǎo)致DP線通信中斷的故障處理

模塊是并聯(lián)在DP總線上的，任一模塊出問題都會影響DP通信，只能拔掉可能出問題的模塊一個個去試。

有可能出問題的模塊有 1）接有四線制的FM148A模塊，易感應(yīng)高壓電;2）接有交流觸點的FM171;3）接到電氣的FM161;4）與大電流電氣線捆在一起的信號。

6 DP通信中斷，縮小故障范圍的處理

如果模塊全部離線，有可能是主控DP卡和模塊問題;如果只有部分離線，主控DP卡就是好的，只是模塊或是DP重復(fù)器有問題。用萬用表量DP卡的輸出兩根線，正常應(yīng)有2伏的交流電壓，所有模塊底座的37號和38號端子也是DP通信線，可從前往后量，如量電壓下降，就可能有問題。將DP重復(fù)器的3個開關(guān)都撥到ON，這時DP線是以重復(fù)器為界分段放大的。如果是全部模塊離線，問題模塊在DP卡和第一個重復(fù)器之間，部分模塊離線，問題模塊在重復(fù)器和FM192TR之間。

7 操作站硬件故障處理

操作站作為人機接口，是操作人員對生產(chǎn)現(xiàn)場進行監(jiān)控的主要設(shè)備，是人為操作最頻繁的部分，也是最容易出現(xiàn)問題的地方。操作站硬件故障主要指計算機硬件故障，包括主機、顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤等外圍設(shè)備，檢修時主要根據(jù)故障現(xiàn)象，采取替換法和排除法。具體步驟如下：

1）做好DCS軟件系統(tǒng)軟件和組態(tài)文件的備份;

2）觀察DCS操作站顯示故障信息或現(xiàn)象，初步判斷故障所在;

3）關(guān)閉計算機和顯示器電源，并拔掉電源或空氣開關(guān);

4）帶防靜電手套，更換故障硬件;

5）打開電源，啟動計算機，判斷是否恢復(fù)正常;

6）如處理正常，DCS操作站投用，并觀察24小時，如還沒有正常，繼續(xù)執(zhí)行以上步驟，直到找到故障原因并處理。

通過對DCS硬件常見故障判斷思路的論述及相應(yīng)的硬件故障處理方法的闡述，說明了怎樣在生產(chǎn)過程中檢查和處理DCS硬件故障，對怎樣處理和判斷DCS常見的硬件故障提供了一種工作思路和方法。由于工控過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象比較復(fù)雜，正確判斷、及時處理生產(chǎn)過程中DCS的硬件故障，是DCS系統(tǒng)維護人員必須具備的能力。同時，DCS系統(tǒng)維護人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)配置和生產(chǎn)設(shè)備控制情況，制定科學(xué)、合理、可行的維護策略和方式方法，做到預(yù)防性維護、日常維護緊密配合，進行系統(tǒng)的、有計劃的、定期的維護，對運行中出現(xiàn)的各種故障，應(yīng)具體問題具體分析，在工作實踐中不斷學(xué)習(xí)、不斷總結(jié)經(jīng)驗，進一步提高工作能力和業(yè)務(wù)水平，保證系統(tǒng)在要求的環(huán)境下長期良好地運行。

參考文獻：

[1]謝彤.DCS控制系統(tǒng)運行與維護[M].北京理工大學(xué)出版社，2012.

[2]韓兵.集散控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

（作者單位：國電電力大同發(fā)電有限責(zé)任公司熱控分公司）