基于DCS系統(tǒng)6種常見故障的深度解析

編者按

dcs維護內(nèi)容多且復雜，所以在出現(xiàn)故障的時候，容易沒有頭緒。一般常見故障，可以從以下6個方向入手。

一、通信網(wǎng)絡故障

通信網(wǎng)絡類故障一般易發(fā)生在接點總線、就地總線處或因地址標識錯誤所造成。

節(jié)點總線故障

節(jié)點總線的傳送介質一般為同軸電纜，有的采用令牌信號傳送方式，有的采用帶沖突檢測的確良多路送取爭用總線信號傳送方式。不論采用哪種方式，當總線的干線任一處中斷時，都會導致該總線上所有站及其子設備通訊故障。

目前，一般防止此類故障的方法是采用雙路冗余配置的方式，避免因一路總線發(fā)生故障而影響全局，但這并不能從根本上避免故障的發(fā)生，并且一旦一根總線發(fā)生故障，處理時極易造成另一個總線故障，其后果是非常嚴重的。有效的方法應是從防止總線接觸不良或開路入手。

比較成功的是系統(tǒng)的節(jié)點總線布置方式。其同軸電纜的連接不是在通信模件的前面，而是在模件的后面，這樣當系統(tǒng)運行中處理通信模件故障時，可避免誤碰同軸電纜，造成網(wǎng)線斷路。同時，其同軸電纜除專門進行檢查，任何時候都不會去觸動，可防止因多次插拔同軸電纜的插頭造成松動，增加其故障的可能。另外，應制定同軸電纜檢查與更換管理制度，在其接觸電阻增大至影響通信之前，進行更換或處理。

就地總線故障

就地總線或現(xiàn)場總線-般由雙絞線組成的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，由于其連接的設備是與生產(chǎn)過程直接發(fā)生聯(lián)系的一次元件或控制設備，所以工作環(huán)境惡劣，故障率高，容易受到檢修人員的誤動而影響生產(chǎn)過程。另外，總線本身也會因種種原因造成通信故障。

防止此類故障的有效措施是：首先要將就地總線與就地設備的聯(lián)接點進行妥善處理。拆裝設備時，不得影響總線的正常運行，總線分支應安裝在不易碰觸的地方，同時，就在總線最好是采用雙路冗余醞置，以提高通信的可靠性。

地址標志的錯誤

不論是就地組件還是總線接口，一旦其地址標識錯誤，必然造成通信網(wǎng)絡紊亂，所以，要防止各組件的地址標識錯誤，防止人為的誤動、誤改。系統(tǒng)擴展時，一般應在系統(tǒng)停止運行時進行。尤其是采用令牌式通信方式的系統(tǒng)，任何增加或減少組建的工作都必須在系統(tǒng)停運時，將組態(tài)情況向網(wǎng)絡發(fā)布，以避免引起不可預料的后果。

二、硬件故障

DCS系統(tǒng)根據(jù)各硬件的功能不同，其故障可分為人機接口故障和過程通道故障，人機接口主要指用于實現(xiàn)人機聯(lián)系功能的工程師站、操作員站、打印機、鍵盤、鼠標等；過程通道主要指就地總線、通道、過程處理機、一次元件或控制設備等。人機接口由多個功能相同的工作站組成，當其中一臺發(fā)生故障時，只要處理及時，一般不會影響系統(tǒng)的監(jiān)控操作。過程通道故障發(fā)生再就地總線或一次設備時，會直接影響控制或檢測功能，因而后果比較嚴重。

人機接口故障

人機接口故障常見的有鼠標操作失效、控制操作失效、操作員站死機、薄膜鍵盤功能不正常、打印機不工作等。鼠標操作不正常一般是由于內(nèi)部機械裝置長期工作老化或污染，使觸點不能可靠通斷，或因電纜插接不牢固造成與主機不通信，這時只需將其更換檢查即可。

控制操作失效是由于鼠標的操作信號不能改變過程通道的狀態(tài)，一方面可能是過程通道硬件本身故障，另一方面可能是操作員站本身軟件缺陷，在設備負荷過重或打開的過程窗口過多時，導致不響應。在檢查過程通道功能正常后，應對操作員站進行檢查，必要時進行重啟，初始化操作員站。

操作員站死機原因比較多，可能由于硬盤或卡件故障、軟件本身有缺陷。

冷卻風扇故障導致主機過熱，或負荷過重造成?？墒紫葯z查主機本身的溫升情況，其次用替代法檢查硬盤、主機卡件等，以確定故障部分。

薄膜鍵盤在大多數(shù)操作員站上得到應用。其主要功能是快速調(diào)取過程圖形，便于操作員迅速監(jiān)控過程參數(shù)。當因薄膜鍵盤組態(tài)錯誤、鍵盤接觸不良、信號電纜松動或主機啟動時誤動鍵盤造成啟動不完整，均可導致其功能不正常，應針對不同的情況進行處理。

打印機不工作一般是由于配置的原因，同時，以打印機進行屏蔽后，也會使打印功能不能進行。另外，打印機本身的硬件故障會造成其部分功能或全部功能不正常，應重新檢查打印機的設置及硬件是否正常并進行處理。

過程通道故障

過程通道出現(xiàn)最多是卡件故障或就地總線故障。一種原因是卡件本身廠時間工作，元器件老化或損壞；另外，因外部信號接地或強點信號串入卡件也會導致通道故障?，F(xiàn)在一般卡件本身都采取了良好的隔離措施，一般情況下不會導致故障的擴大，但此類故障一旦出現(xiàn)，則直接造成過程控制或監(jiān)控功能的不正常。所以要及時查明故障原因，及時進行更換卡件。

一次原件或控制設備出現(xiàn)故障有時不能直接被操作員發(fā)現(xiàn)，只有當參數(shù)異?；驁缶瘯r，方引起注意?？刂铺幚頇C（過程處理機）故障一般會立即產(chǎn)生報警，引起操作員注意。現(xiàn)在控制處理機基本上全是采用1：1冗余配置，其中一臺發(fā)生故障不會引起嚴重后果，但應立即處理故障的機器。在處理過程中，絕對不可誤動正常的處理機，否則會發(fā)生嚴重的后果。

三、人為故障

對系統(tǒng)進行維護或故障處理，有時會發(fā)生認為誤操作現(xiàn)象，這對于經(jīng)常進行系統(tǒng)維護或新參加系統(tǒng)檢修維護的人員來說都是會發(fā)生的。一般在修改控制邏輯、下裝軟件、重啟設備或強制設備，保護信號是最易發(fā)生誤操作事件。輕則導致部分測點、設備異常，重則造成機組或主要輔機設備停運，后果是非常嚴重的。在使用的化工廠，人為誤操作發(fā)生的故障在不安全事件中占有很大比例。

四、電源故障

電源方面的問題也較多，如備用電源不能自投，保險配置不合理及電源內(nèi)部故障等造成電源中斷，溫壓電源波動引起保護誤動及接插頭接觸不良導致溫壓電源無輸出；有的系統(tǒng)整個機柜通過一路保險供所有輸入信號或一路電源外接負載很大，還的控制電源既未接又未有冗余備用。

五、SOE工作不正常

SOE記錄即事件順序記錄，當電力設備發(fā)生遙信變位如開關變位時，電力保護設備或智能電力儀表會自動記錄下變位時間、變位原因、開關跳閘時相應的遙測量值（如相應的三相電流、有功功率等），形成SOE記錄，以便于事后分析。許多繼電保護設備以及智能電力儀表，如GE電力、施奈德電氣、ABB、西門子等廠家的電力保護儀表、專用電力RTU設備等等均有SOE記錄功能。

SOE的結論對事故的分析判斷起了很重要的作用，但在現(xiàn)實中，許多電廠發(fā)生保護動作等情況時SOE未記錄下拉或記錄時間與實際情況不符。如電廠#1機組出現(xiàn)過SOE事件順序追憶時間與實際跳閘時間不相對應，SOE時間打印瀏覽后不能返回，首次跳閘原因在時間順序未能第一個反應，SOE時間順序數(shù)據(jù)不能設置等問題。而有的電廠在幾次事故分析時發(fā)現(xiàn)SOE結論中的時序與歷史曲線中的時序有偏差，有時甚至時序顛倒，具體表現(xiàn)于同一個點在歷史曲線和SOE中民生時間不一致，且有時偏差很大，這會延誤事故分析的進程，有時甚至誤導事故分析方向。SOE問題既與系統(tǒng)設計不合理，SOE點沒完全集中在一個上有關，也與系統(tǒng)硬件及軟件考慮不周有關。

六、干擾造成的故障

干擾造成的故障的實例也不少。系統(tǒng)的干擾信號可能來自于系統(tǒng)本身，也可能來自于外部環(huán)境。由于不同的系統(tǒng)對接地都有嚴格要求的規(guī)定，一旦接地電阻或接地方式達不到要求，就會使網(wǎng)路通信的效率降低或增加誤碼的可能，輕則造成部分功能不正常，重則導致網(wǎng)絡癱瘓。

電源質量同樣影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。用于系統(tǒng)的電源既要保證電壓的穩(wěn)定，也要保證在一路電源故障時，無擾切換至另一路電源，否則會對系統(tǒng)工作產(chǎn)生干擾。過程控制處理機主/備處理機之間的切換有時也會導致干擾。另外，大功率的無線電通信設備如手機、對講機等在工作時，極易造成干擾，危及系統(tǒng)運行。