基于I/A Series系統(tǒng)的DCS故障處理

王迪

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)甲醇分公司 寧夏銀川 750000

1 DCS控制系統(tǒng)概論

DCS是分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的英文簡寫，DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以覆蓋到全國乃至世界的各個領(lǐng)域和行業(yè)，特別是在化工生產(chǎn)裝置中，DCS的應(yīng)用尤為廣泛。現(xiàn)階段，科技的發(fā)展推動生產(chǎn)力水平的提高，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)水平的提高，同時人們的生活質(zhì)量也顯著提高，使之對于化工產(chǎn)品的需求也呈日漸上升的趨勢。因此，為滿足社會對于化工產(chǎn)品的需求，化工廠應(yīng)不斷優(yōu)化和升級設(shè)備的性能，提高生產(chǎn)裝置的容量和運行參數(shù)，從而提升自己的生產(chǎn)能力，與此同時，作為化工生產(chǎn)單位更需重視生產(chǎn)裝置運行的安全性和可靠性[1]。

2 基于I/A Series系統(tǒng)的DCS故障處理

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)甲醇分公司聚甲醛生產(chǎn)裝置的DCS系統(tǒng)采用Foxboro公司的I/A Series系統(tǒng)。該套系統(tǒng)軟硬件在日常運行中較為穩(wěn)定可靠。但生產(chǎn)裝置投產(chǎn)至今，系統(tǒng)運行時間較長，部分設(shè)備已逐漸老化，使得DCS 系統(tǒng)的故障率逐漸攀升，一些以前從未出現(xiàn)過的故障在近期也慢慢浮現(xiàn)，需重點控制。

2.1 操作員站故障的處理

當(dāng)有個別操作員站出現(xiàn)黑屏或無數(shù)據(jù)顯示時，工藝人員可通過其余正常的操作員站繼續(xù)對生產(chǎn)裝置的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，由儀表人員對故障機器進(jìn)行檢修；當(dāng)所有操作員站均不能正常監(jiān)控時，工藝人員可通過工程師站內(nèi)的工程師站對生產(chǎn)裝置進(jìn)行監(jiān)控，同時由儀表人員對故障進(jìn)行排查，盡快恢復(fù)操作員站的監(jiān)控。當(dāng)全部的操作員站及工程師站均出現(xiàn)黑屏或無數(shù)據(jù)顯示時，需及時通知工藝人員到生產(chǎn)現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行緊急操作，若短期內(nèi)處理不好，則需裝置停車。

2.2 通訊網(wǎng)絡(luò)故障的處理

I/A Series系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)故障主要由以下幾種情況：

2.2.1 操作員站或工程師站的光纖卡故障

對故障機器進(jìn)行關(guān)機、斷電、將機箱上的光纖、鍵盤、鼠標(biāo)、網(wǎng)線等移除、打開機箱更換光纖卡（注意：光纖接頭型號要一致）?；謴?fù)機箱上的所有附件，送電后開機，注意觀察操作員站或工程師站通訊是否已恢復(fù)正常。

2.2.2 交換機故障

當(dāng)交換機有個別的光口出現(xiàn)故障時，應(yīng)將故障光口的光纖拔出，移至同交換機上已經(jīng)開放的備用光口，觀察通訊是否已經(jīng)恢復(fù)；當(dāng)交換機自身故障導(dǎo)致無法正常運行時，應(yīng)將故障交換機斷電，移除光纖并確保每根光纖的標(biāo)注與光纖口的位置一致，將組態(tài)信息正確（即命名、地址等組態(tài)信息均與故障交換機一致）的備用交換機安裝在原位置、送電、待交換機指示燈正常后，按標(biāo)注逐一將光纖恢復(fù)，注意觀察系統(tǒng)運行是否正常，網(wǎng)絡(luò)是否已恢復(fù)。

2.2.3 光纖分離組合器故障

一對控制器需要配備兩塊光纖分離組合器，起到對主、副控制器雙網(wǎng)信號進(jìn)行分離組合的作用。一旦發(fā)生故障，造成系統(tǒng)單網(wǎng)運行時，應(yīng)及時對故障的光纖分離組合器進(jìn)行更換，作業(yè)時需謹(jǐn)慎操作，切勿對正常運行的光纖分離組合器造成影響，操作過程注意觀察系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

2.2.4 控制器FCP270的光纖輸出口故障

一塊控制器FCP270有A、B兩組光纖輸出口，當(dāng)故障控制器為主控制器時，可手動切換，使副控制器切為主控制器，此時原故障控制器為副控制器。對故障控制器（副控制器）進(jìn)行熱插拔，觀察雙網(wǎng)通訊是否已恢復(fù)正常，若已正常，緊固控制器；如未正常則需重復(fù)插拔幾次，若仍未正常，需將故障控制器更換，注意觀察網(wǎng)絡(luò)是否已恢復(fù)正常。

2.2.5 光纖中斷

光纖中斷造成的網(wǎng)絡(luò)故障在系統(tǒng)的運行中偶有發(fā)生，處理時應(yīng)對故障線路的光纖進(jìn)行分段測試，準(zhǔn)確的排查出故障的具體位置，對故障段的光纖進(jìn)行更換。

2.3 卡件故障

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)甲醇分公司目前使用的Foxboro卡件為具有I/O接口功能的FBM卡件。當(dāng)卡件出現(xiàn)故障時，通過系統(tǒng)報警可以及時發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)報警的狀態(tài)指示“System” 紅閃，表示系統(tǒng)有報警未確認(rèn)，進(jìn)入“System”（報警系統(tǒng)）確認(rèn)后，狀態(tài)指示由紅閃變?yōu)榧t燈常亮，沿網(wǎng)絡(luò)往下查找，找到帶有紅色標(biāo)識的故障卡件，在相應(yīng)機柜內(nèi)的對應(yīng)卡件上有報警指示，此時故障卡件的位置和型號已被完全鎖定。對于非冗余卡件的故障，由于卡件故障可能造成該卡件上的數(shù)據(jù)無法正常監(jiān)控，儀表人員根據(jù)鎖定的故障卡件，列出該卡件上各個通道的位號。對于監(jiān)視點，應(yīng)通知工藝人員將故障卡件上所有測點所帶的控制回路切換到手動狀態(tài)，帶有聯(lián)鎖的測點將聯(lián)鎖解除；對于控制點，應(yīng)通知工藝人員及時到現(xiàn)場進(jìn)行就地操作及旁路切換。準(zhǔn)備工作就緒后，對故障卡件進(jìn)行熱插拔，可反復(fù)插拔數(shù)次，有些卡件經(jīng)插拔后可以恢復(fù)正常；如若故障仍未消失，應(yīng)將故障卡件更換并緊固，觀察確認(rèn)數(shù)據(jù)可以正常監(jiān)控后，通知工藝人員恢復(fù)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

對于冗余卡件的故障，通常為冗余卡件中的一塊發(fā)生故障，一般不會對數(shù)據(jù)監(jiān)控造成影響，但是工藝人員仍需要對卡件上各個通道的儀表進(jìn)行重點監(jiān)控。準(zhǔn)備工作就緒后，對故障卡件進(jìn)行熱插拔，可反復(fù)插拔數(shù)次，有些卡件經(jīng)插拔后可以恢復(fù)正常；如若故障仍未消失，應(yīng)將故障卡件更換并緊固。操作過程切勿對正常運行的卡件造成影響，全程派專人觀察、確認(rèn)工藝數(shù)據(jù)正常監(jiān)控。

3 結(jié)語

針對不同的故障現(xiàn)象，在處理的過程中應(yīng)采用不同的方法。特別是涉及到重要裝置的自動和保護(hù)變量的時候，要嚴(yán)格進(jìn)行風(fēng)險辨識和分析，防止因誤操作導(dǎo)致重要設(shè)備的誤動作，甚至裝置的非計劃停車。所以，為生產(chǎn)裝置更平穩(wěn)的運行，我們需深入了解DCS控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各種故障類型，當(dāng)故障發(fā)生時，能快速做出正確的判斷，并采取應(yīng)急處理方案，防止造成更加嚴(yán)重的損失。因此，進(jìn)一步加強故障研究非常有必要。