DCS 硬件故障分析與處理

余麗娟

（新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

為提高生產(chǎn)效率和企業(yè)整體效益，近些年，我國各地企業(yè)，尤其是電廠、 化工廠都開始采用DCS 集散控制系統(tǒng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 由于生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)是連續(xù)化大生產(chǎn)，對(duì)自動(dòng)化控制水平的要求較高，因而對(duì)DCS 硬件的完好率要求非常嚴(yán)，一旦發(fā)生硬件故障便要求DCS 維護(hù)人員迅速判斷故障點(diǎn)， 并及時(shí)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(gè)模塊發(fā)生故障，也絕不允許在生產(chǎn)周期內(nèi)在線進(jìn)行檢修。 而DCS 模塊離線后會(huì)失去供電回路和信號(hào)回路，很難檢測(cè)和尋找出損壞的元件。 現(xiàn)針對(duì)這些困難，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)以一些常見的DCS 硬件故障為例進(jìn)行探討。

硬件故障相對(duì)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(huì)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(diǎn)檢查最后一個(gè)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(hào)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(gè)模塊， 再數(shù)清楚此站目前一共插入了多少個(gè)模塊，再看清楚上位機(jī)的設(shè)備狀態(tài)圖共有多少個(gè)會(huì)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(duì)。

2 從機(jī)error 燈閃爍的故障處理

對(duì)于主機(jī)error 燈閃爍表示沒有符號(hào)表， 或者在運(yùn)行過程中檢測(cè)到符號(hào)丟失或被破壞，對(duì)于該類問題，一般可以通過codesys 登錄到主控后點(diǎn)擊“在線”，“下載啟動(dòng)工程和符號(hào)表”或者重新做一次完整的增量下裝。從機(jī)error 燈閃爍提示冗余進(jìn)程失敗，雙機(jī)的數(shù)據(jù)庫沒有保持一致。 如果冒然重啟主機(jī)將會(huì)導(dǎo)致切換而造成現(xiàn)場(chǎng)擾動(dòng)。

3 接有變頻器的信號(hào)波動(dòng)大的故障處理

變頻器相當(dāng)于一個(gè)四線制儀表，而且變頻器都要求接地，這樣就存在兩點(diǎn)接地。同時(shí)，變頻器的電流變化大，感應(yīng)也大，容易引入干擾。

解決方法：1）盡量用 FM148E 接變頻器信號(hào)；2）加隔離器；3）軟件加濾波處理。有些變頻器要求進(jìn)出主線加阻波器，但有些廠家沒加，對(duì)DCS 的干擾會(huì)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(shí)，外來電壓不穩(wěn)，因而DC24V 電壓也不穩(wěn)，干擾主控啟動(dòng)順序，主從同時(shí)啟動(dòng)，在啟動(dòng)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(gè)主控都會(huì)出錯(cuò)，所以，必須清空后重新下裝。 注意：不能同時(shí)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(huì)出現(xiàn)該問題，因?yàn)樗碾娫词茄訒r(shí)2 秒等電壓穩(wěn)定后再接通的。

5 某個(gè)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(huì)影響DP 通信，只能拔掉可能出問題的模塊一個(gè)個(gè)去試。

有可能出問題的模塊：

1）接有四線制的FM148A 模塊，易感應(yīng)高壓電；

2）接有交流觸點(diǎn)的FM171；

3）接到電氣的FM161；

4）與大電流電氣線捆在一起的信號(hào)。

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(hào)和38 號(hào)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(gè)開關(guān)都撥到ON，這時(shí)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(gè)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(jī)接口， 是操作人員對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(jì)算機(jī)硬件故障，包括主機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤等外圍設(shè)備，檢修時(shí)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(jì)算機(jī)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(dòng)計(jì)算機(jī)，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(shí)，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(duì)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(duì)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(shí)處理生產(chǎn)過程中DCS 的硬件故障,是DCS 系統(tǒng)維護(hù)人員必須具備的能力。 同時(shí)，DCS 系統(tǒng)維護(hù)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(hù)策略和方式方法，做到預(yù)防性維護(hù)、日常維護(hù)緊密配合，進(jìn)行系統(tǒng)的、有計(jì)劃的、定期的維護(hù)，對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種故障，應(yīng)具體問題具體分析，在工作實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)、不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)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(zhǎng)期良好地運(yùn)行。

［1］謝彤.DCS 控制系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)[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.