一文匯總DCS系統(tǒng)6種常見故障

一、通信網(wǎng)絡(luò)故障

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

節(jié)點(diǎn)總線故障

節(jié)點(diǎn)總線的傳送介質(zhì)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(dāng)總線的干線任一處中斷時(shí)，都會導(dǎo)致該總線上所有站及其子設(shè)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(shí)極易造成另一個總線故障，其后果是非常嚴(yán)重的。有效的方法應(yīng)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(diǎn)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(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中處理通信模件故障時(shí)，可避免誤碰同軸電纜，造成網(wǎng)線斷路。同時(shí)，其同軸電纜除專門進(jìn)行檢查，任何時(shí)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(yīng)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(jìn)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(luò)，由于其連接的設(shè)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(shè)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(shè)備的聯(lián)接點(diǎn)進(jìn)行妥善處理。拆裝設(shè)備時(shí)，不得影響總線的正常運(yùn)行，總線分支應(yīng)安裝在不易碰觸的地方，同時(shí)，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(biāo)志的錯誤

不論是就地組件還是總線接口，一旦其地址標(biāo)識錯誤，必然造成通信網(wǎng)絡(luò)紊亂，所以，要防止各組件的地址標(biāo)識錯誤，防止人為的誤動、誤改。系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，一般應(yīng)在系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)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(yùn)時(shí)，將組態(tài)情況向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，以避免引起不可預(yù)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(jī)接口故障和過程通道故障，人機(jī)接口主要指用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系功能的工程師站、操作員站、打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等；過程通道主要指就地總線、通道、過程處理機(jī)、一次元件或控制設(shè)備等。人機(jī)接口由多個功能相同的工作站組成，當(dāng)其中一臺發(fā)生故障時(shí)，只要處理及時(shí)，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(shè)備時(shí)，會直接影響控制或檢測功能，因而后果比較嚴(yán)重。

人機(jī)接口故障

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

控制操作失效是由于鼠標(biāo)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(shè)備負(fù)荷過重或打開的過程窗口過多時(shí)，導(dǎo)致不響應(yīng)。在檢查過程通道功能正常后，應(yīng)對操作員站進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行重啟，初始化操作員站。

操作員站死機(jī)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(fēng)扇故障導(dǎo)致主機(jī)過熱，或負(fù)荷過重造成。可首先檢查主機(jī)本身的溫升情況，其次用替代法檢查硬盤、主機(jī)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(yīng)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(dāng)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(jī)啟動時(shí)誤動鍵盤造成啟動不完整，均可導(dǎo)致其功能不正常，應(yīng)針對不同的情況進(jìn)行處理。

打印機(jī)不工作一般是由于配置的原因，同時(shí)，以打印機(jī)進(jìn)行屏蔽后，也會使打印功能不能進(jìn)行。另外，打印機(jī)本身的硬件故障會造成其部分功能或全部功能不正常，應(yīng)重新檢查打印機(jī)的設(shè)置及硬件是否正常并進(jìn)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(shí)間工作，元器件老化或損壞；另外，因外部信號接地或強(qiáng)點(diǎn)信號串入卡件也會導(dǎo)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(dǎo)致故障的擴(kuò)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(shí)查明故障原因，及時(shí)進(jìn)行更換卡件。

一次原件或控制設(shè)備出現(xiàn)故障有時(shí)不能直接被操作員發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)參數(shù)異常或報(bào)警時(shí)，方引起注意?？刂铺幚頇C(jī)（過程處理機(jī)）故障一般會立即產(chǎn)生報(bào)警，引起操作員注意?，F(xiàn)在控制處理機(jī)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(yán)重后果，但應(yīng)立即處理故障的機(jī)器。在處理過程中，絕對不可誤動正常的處理機(jī)，否則會發(fā)生嚴(yán)重的后果。

三、人為故障

對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或故障處理，有時(shí)會發(fā)生認(rèn)為誤操作現(xiàn)象，這對于經(jīng)常進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)或新參加系統(tǒng)檢修維護(hù)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(shè)備或強(qiáng)制設(shè)備，保護(hù)信號是最易發(fā)生誤操作事件。輕則導(dǎo)致部分測點(diǎn)、設(shè)備異常，重則造成機(jī)組或主要輔機(jī)設(shè)備停運(yùn)，后果是非常嚴(yán)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(xiǎn)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(hù)誤動及接插頭接觸不良導(dǎo)致溫壓電源無輸出；有的系統(tǒng)整個機(jī)柜通過一路保險(xiǎn)供所有輸入信號或一路電源外接負(fù)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(dāng)電力設(shè)備發(fā)生遙信變位如開關(guān)變位時(shí)，電力保護(hù)設(shè)備或智能電力儀表會自動記錄下變位時(shí)間、變位原因、開關(guān)跳閘時(shí)相應(yīng)的遙測量值（如相應(yīng)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(hù)設(shè)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(hù)儀表、專用電力RTU設(shè)備等等均有SOE記錄功能。

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

六、干擾造成的故障

干擾造成的故障的實(shí)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(yán)格要求的規(guī)定，一旦接地電阻或接地方式達(dá)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(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

電源質(zhì)量同樣影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(shí)，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(jī)主/備處理機(jī)之間的切換有時(shí)也會導(dǎo)致干擾。另外，大功率的無線電通信設(shè)備如手機(jī)、對講機(jī)等在工作時(shí)，極易造成干擾，危及系統(tǒng)運(yùn)行。