DCS硬件故障分析与处理

DCS硬件故障分析与处理为提高生产效率和企业整体效益，近些年，我国各地企业，尤其是电厂、化工厂都开始采用DCS集散控制系统对工业生产过程进行实时监控。由于生产装置的特点是连续化大生产，对自动化控制水平的要求较高，因而对DCS硬件的完好率要求非常严，一旦发生硬件故障便要求DCS维护人员迅速判断故障点，并及时排除。然而，要排除DCS硬件故障难度很大，原因之一是厂家不提供DCS系统完整的电路图；原因之二是即使知道某个模块发生故障，也绝不允许在生产周期内在线进行检修。而DCS模块离线后会失去供电回路和信号回路，很难检测和寻找出损坏的元件。现针对这些困难，结合经验以一些常见的DCS硬件故障为例进行探讨。硬件故障相对于软件故障来说能较为直观地发现，维修的基本方法就是更换模块。根据故障指示灯和故障现象判断故障模块是检修的关键，盲目的更换会带来不必要的损失。1IO模块COM灯闪烁的故障处理首先，检查有没有不工作的模块，如果电源灯都不亮，应将其拔下再观察；接下来，判断模块本身有没有问题。将模块插入到别的站，观察是否有同样的问题发生，如果没有发现问题，则基本说明该模块正常。如果离线的模块没有问题，可采用按一定的顺序拔模块，直至模块通信正常，再重点检查最后一个拔下来的模块。如果是模块在本站其他位置通信正常，而只是在特定的位置不好，则说明和模块的底座、地址和通信信号质量问题有关。最后，判断地址有没有重复的。数清楚此站设备组态中一共组了多少个模块，再数清楚此站目前一共插入了多少个模块，再看清楚上位机的设备状态图共有多少个会模块在线，如果数据一致，则说明正常，如果数据不一致，则说明有模块使用的地址不对。2从机error灯闪烁的故障处理对于主机error灯闪烁表示没有符号表，或者在运行过程中检测到符号丢失或被破坏，对于该类问题，一般可以通过codesys登录到主控后点击“在线”，“下载启动工程和符号表”或者重新做一次完整的增量下装。从机error灯闪烁提示冗余进程失败，双机的数据库没有保持一致。如果冒然重启主机将会导致切换而造成现场扰动。3接有变频器的信号波动大的故障处理变频器相当于一个四线制仪表，而且变频器都要求接地，这样就存在两点接地。同时，变频器的电流变化大，感应也大，容易引入干扰。解决方法：1）尽量用FM148E接变频器信号；2）加隔离器；3）软件加滤波处理。有些变频器要求进出主线加阻波器，但有些厂家没加，对DCS的干扰会加大。4主控突然断电又突然来电，主控程序丢失的故障处理主控来电时，外来电压不稳，因而DC24V电压也不稳，干扰主控启动顺序，主从同时启动，在启动正常前，主控无法判断谁主谁从，于是出现相互备份，这样两个主控都会出错，所以，必须清空后重新下装。注意：不能同时上AC220V电源，要先断开AC220V电源开关，再断开DC24V电源开关。如果用西门子的产品，电源就不会出现该问题，因为它的电源是延时2秒等电压稳定后再接通的。5某个模块出问题导致DP线通信中断的故障处理模块是并联在DP总线上的，任一模块出问题都会影响DP通信，只能拔掉可能出问题的模块一个个去试。有可能出问题的模块：1）接有四线制的FM148A模块，易感应高压电；2）接有交流触点的FM171；3）接到电气的FM161；4）与大电流电气线捆在一起的信号。6DP通信中断，缩小故障范围的处理如果模块全部离线，有可能是主控DP卡和模块问题；如果只有部分离线，主控DP卡就是好的，只是模块或是DP重复器有问题。用万用表量DP卡的输出两根线，正常应有2伏的交流电压，所有模块底座的37号和38号端子也是DP通信线，可从前往后量，如量电压下降，就可能有问题。将DP重复器的3个开关都拨到ON，这时DP线是以重复器为界分段放大的。如果是全部模块离线，问题模块在DP卡和第一个重复器之间，部分模块离线，问题模块在重复器和FM192TR之间。7操作站硬件故障处理操作站作为人机接口，是操作人员对生产现场进行监控的主要设备，是人为操作最频繁的部分，也是最容易出现问题的地方。操作站硬件故障主要指计算机硬件故障，包括主机、显示器、鼠标和键盘等外围设备，检修时主要根据故障现象，采取替换法和排除法。具体步骤如下：1）做好DCS软件系统软件和组态文件的备份；2）观察DCS操作站显示故障信息或现象，初步判断故障所在；3）关闭计算机和显示器电源，并拔掉电源或空气开关；4）带防静电手套，更换故障硬件；5）打开电源，启动计算机，判断是否恢复正常；6）如处理正常，DCS操作站投用，并观察24小时，如还没有正常，继续执行以上步骤，直到找到故障原因并处理。通过对DCS硬件常见故障判断思路的论述及相应的硬件故障处理方法的阐述，说明了怎样在生产过程中检查和处理DCS硬件故障，对怎样处理和判断DCS常见的硬件故障提供了一种工作思路和方法。由于工控过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中DCS的硬件故障，是DCS系统维护人员必须具备的能力。同时，DCS系统维护人员应根据系统配置和生产设备控制情况，制定科学、合理、可行的维护策略和方式方法，做到预防性维护、日常维护紧密配合，进行系统的、有计划的、定期的维护，对运行中出现的各种故障，应具体问题具体分析，在工作实践中不断学习、不断总结经验，进一步提高工作能力和业务水平，保证系统在要求的环境下长期良好地运行。【参考文献】[1]谢彤.DCS控制系统运行与维护[M].北京理工大学出版社，2012.[2]韩兵.集散控制系统应用技术[M].化学工业出版社，2011.[责任编辑：丁艳]