DCS日常維護(hù)與故障分析排查初探

高 欣

（南京國能環(huán)保工程有限公司，南京 211100）

1 電源維護(hù)、故障成因、處理方法

1.1 電源維護(hù)方法

DCS電源系統(tǒng)多為“雙備份熱冗余電源”，電源故障的防控，主要體現(xiàn)在巡檢、日常維護(hù)方面，維護(hù)人員需根據(jù)實(shí)際情況，做好各個(gè)控制柜的運(yùn)作情況記錄。通常來說，只要機(jī)組正常運(yùn)行，DCS系統(tǒng)故障率較低，而出現(xiàn)的故障也多為“單路失電”，只要盡快排除故障，即可讓DCS系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行，DCS系統(tǒng)電源維護(hù)一般采取以下措施：①利用紅外測溫檢查設(shè)備，檢查電源電纜接線、配線、端子排、螺絲的溫度，排查溫度超高等問題。②檢查配線、端子排、電纜接線處螺絲是否松動(dòng)或者超溫，檢查保險(xiǎn)絲容量是否和電路圖一致。③檢查UPS電源輸出是否穩(wěn)定，檢查UPS電源接線方式是否存在問題。③在DCS電源報(bào)警出現(xiàn)后，立即找到問題成因，消除故障，避免單路電源長時(shí)間運(yùn)作。④如若故障涉及到控制器，若是不能夠快速更換電源設(shè)備，需做好相應(yīng)的防范工作，避免控制器異常初始化。

1.2 電源故障成因

電源是維系DCS系統(tǒng)正常運(yùn)作的重要部分，出現(xiàn)問題需盡快找到問題成因，故障的主要成因?yàn)椋孩匐娎|、配線、端子接頭接觸不良。②電源在運(yùn)作過程中導(dǎo)致接頭松動(dòng)。③螺栓連接處，因外力導(dǎo)致接觸不良。④絕緣層質(zhì)量不過關(guān)或者電源線阻抗增大。⑤因外物腐蝕導(dǎo)致接觸不良。⑥電源線布線方式不合理。⑦地線布置不合理，出現(xiàn)干擾電源系統(tǒng)運(yùn)作的磁信號。

1.3 電源故障處理

電源故障是較為常見的故障類型，隨著DCS電源模塊使用時(shí)間的延長，電源故障率也會(huì)逐步提升，而故障處理措施主要為：①選用高質(zhì)量電源模塊，適當(dāng)調(diào)整電源冗余率。②在檢修期間處理電源接線松動(dòng)等問題。③優(yōu)化電源布線，解決電磁干擾問題。④建立電源維護(hù)檔案，根據(jù)其使用時(shí)間，定期更換電源。

2 網(wǎng)絡(luò)通信故障成因、處理方法

2.1 網(wǎng)絡(luò)通信故障成因

DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，一方面是人機(jī)界面連接節(jié)點(diǎn)，如工程師站節(jié)點(diǎn)、操作員站節(jié)點(diǎn)；另一方面是連接中央處理器的節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)通信故障主要表現(xiàn)為：服務(wù)器死機(jī)、操作員站掉線或者死機(jī)、分散處理單元死機(jī)、冗余控制器控制無效、通信中斷等，除了軟件設(shè)計(jì)不合理和網(wǎng)絡(luò)堵塞外，網(wǎng)絡(luò)通信故障主要由以下幾個(gè)方面原因所導(dǎo)致：①在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，某個(gè)節(jié)點(diǎn)詢問數(shù)據(jù)，但是其余節(jié)點(diǎn)缺少相關(guān)數(shù)據(jù)，詢問指令就會(huì)重復(fù)發(fā)出，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞。②網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)損壞。③DCS組態(tài)作業(yè)不規(guī)范，沒有合理的實(shí)現(xiàn)I/O連接，在讀取數(shù)據(jù)的過程中，因負(fù)荷過載而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞。④在軟件升級后，驅(qū)動(dòng)程序和硬件不匹配。⑤歷史數(shù)據(jù)內(nèi)存占用過多，在數(shù)據(jù)傳輸高峰時(shí)期，就會(huì)出現(xiàn)頻繁的網(wǎng)絡(luò)堵塞，從而導(dǎo)致各個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)死機(jī)等問題。⑥D(zhuǎn)CS硬件工作環(huán)境溫度過高（常由散熱系統(tǒng)故障導(dǎo)致）。

2.2 通信故障處理方法

目前，并沒有低成本且行之有效的方法來降低網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷，解決網(wǎng)絡(luò)堵塞問題，通過日常檢修以及維護(hù)來解決該問題仍舊有較大的難度，因此主要處理方法體現(xiàn)在提高日常維護(hù)水平上，日常維護(hù)方法為：①頻繁進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測試，提高網(wǎng)絡(luò)測試頻次，針對和所有系統(tǒng)的通信負(fù)荷率，確認(rèn)機(jī)組的異常工作情況，在冗余切換的過程中，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。②在檢修的過程中，復(fù)位DPU以及數(shù)據(jù)站，刪除無效的I/O，去除影響因素。③采用雙層網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件DCS系統(tǒng)，分離系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以及管理網(wǎng)絡(luò)，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作穩(wěn)定性。④定期檢測硬件工作環(huán)境，檢查其散熱系統(tǒng)是否在正常運(yùn)作，檢查各個(gè)接口是否正常。⑤各個(gè)系統(tǒng)直接的數(shù)據(jù)傳輸采用單向傳輸協(xié)議。⑥溫度信號檢測加入CRT，實(shí)現(xiàn)異常報(bào)警，避免溫度異常影響系統(tǒng)運(yùn)作。⑦在升級驅(qū)動(dòng)、軟件前，慎重考慮軟件、驅(qū)動(dòng)、硬件的匹配程度，保證機(jī)組、系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

3 軟件故障成因、處理方法

3.1 軟件故障成因

軟件故障通常由軟件編制錯(cuò)誤所因此，一般出現(xiàn)在DCS系統(tǒng)投入運(yùn)行后或者軟件在升級后，大部分軟件程序編制復(fù)雜，同時(shí)又存在組態(tài)人員交叉作業(yè)等情況，導(dǎo)致軟件錯(cuò)誤時(shí)有發(fā)生，DCS系統(tǒng)所應(yīng)用的軟件主要為安裝工作站工具以及監(jiān)控軟件。其故障主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①主CPU組態(tài)、從CPU組態(tài)信息不一致，CPU無法正常初始化。②數(shù)據(jù)庫組態(tài)和通道連接信號不能夠?qū)崿F(xiàn)有效匹配。③網(wǎng)絡(luò)通信阻塞引發(fā)的系統(tǒng)混亂。④打印機(jī)打印失效。⑤在更換一次元件后，變量參數(shù)設(shè)置出錯(cuò)。⑤設(shè)備不正常工作，系統(tǒng)輸出不能夠正常驅(qū)動(dòng)設(shè)備工作等。

3.2 軟件故障處理

在正常工作條件下，軟件故障的情況較少，集中出現(xiàn)在修改機(jī)組組態(tài)后以及機(jī)組調(diào)試過程中，應(yīng)用成熟的軟件是保證DCS系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)。對此，在進(jìn)行機(jī)組檢修改造前或者調(diào)試機(jī)組前，必須要落實(shí)完善的改造方案，并根據(jù)方案內(nèi)容進(jìn)行有效的技術(shù)交底，確保相關(guān)制度的有效落實(shí)，避免因人為失誤致使軟件故障。另外，需采用合理的備份手段，避免軟件故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

4 DCS系統(tǒng)故障處理實(shí)例

某企業(yè)采用CENTUM CS1000集散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于windows2000 Professional的結(jié)構(gòu)開發(fā)的新一代DCS系統(tǒng)，系統(tǒng)利用可靠的總線實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)VLNET實(shí)現(xiàn)過程控制。系統(tǒng)在升級后，偶爾出現(xiàn)電焙爐溫控回路從自動(dòng)跳手動(dòng)的現(xiàn)象，并且出現(xiàn)開路報(bào)警。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建電纜存在破損，屏蔽層存在穿孔，因?yàn)楸簾隣t每個(gè)加熱段都有三相，有十三個(gè)加熱段，在運(yùn)作的過程中，會(huì)形成較大的磁場，控制信號線感應(yīng)到磁場構(gòu)成干擾，輸入至DCS系統(tǒng)引發(fā)故障。后將全部電纜線更換，規(guī)范施工規(guī)程，達(dá)到消除故障的目的。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著技術(shù)水平的不斷提升，電力生產(chǎn)對DCS系統(tǒng)的要求也在不斷提高，DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性決定了電力生產(chǎn)效率，相關(guān)從業(yè)者必須對DCS系統(tǒng)常見故障、故障成因、維護(hù)方法、處理方法有足夠的認(rèn)識，同時(shí)要保證相關(guān)制度的落實(shí)，減少人為因素的影響，將DCS系統(tǒng)故障率將至最低。本文僅對DCS日常維護(hù)與故障分析排查進(jìn)行了簡要闡述，更為深入的問題還需要廣大技術(shù)工作者進(jìn)一步分析。