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        2021 IAS展
        DCS

        DCS系統日常維護及常見故障

          2017年09月27日  

          DCS 的維護可分為:日常維護;預防性維護和故障維護,日常維護和預防維護是在系統未發生故障所進行的維護。故障維護發生在故障產生之后,往往 已造成系統部分功能失靈并對生產造成不良影響;相反,預防性維護是在系統正常運行時,對系統進行有計劃的定期維護,及時掌握系統運行狀態、消除系統故障隱 患、保證系統長期穩定可靠地運行,形成定期維護的概念。實踐證明,定期維護能夠有效地防止DCS 突發故障的產生,形成可觀的間接經濟效益。

          DCS 系統的日常維護

          系統的日常維護是DCS系統穩定高效運行的基礎,主要的維護工作有以下幾點:

          1) 完善DCS系統管理制度。

          2) 保證空調設備穩定運行,保證室溫變化小于±5℃/h ,避免由于溫度、濕度急劇變化導致在系統設備上的凝露。

          3) 盡量避免電磁場對系統的干擾,避免移動運行中的操作站、顯示器等,避免拉動或碰傷設備連接電纜和通訊電纜等。

          4) 注意防塵,現場與控制室合理隔離,并定時清掃,保持清潔,防止粉塵對元件運行及散熱產生不良影響;

          5) 嚴禁使用非正版軟件和安裝與系統無關軟件。

          6) 做好控制子目錄文件的備份,各自控回路的PID 參數、調節器正反作用等系統數據記錄工作。

          7) 檢查控制主機、顯示器、鼠標、鍵盤等硬件是否完好,實時監控工作是否正常。

          8) 查看故障診斷畫面,是否有故障提示。

          預防維護

          有計劃地進行主動性、預防性維護,保證系統運行穩定可靠。根據大修周期,利用大修進行一次預防性的維護,以掌握系統運行狀態,消除故障隱患。大修期間對DCS 系統應進行徹底、全面的維護,內容包括:

          1) 系統冗余測試: 對冗余電源、服務器、控制器、通訊網絡進行冗余測試。操作站、控制站停電檢修。包括計算機內部、控制站機籠、電源箱等部件的灰塵清理。

          2) 系統供電線路檢修。并對UPS進行供電能力測試和實施放電操作。

          3) 接地系統檢修。包括端子檢查、對接地電阻測試。

          大修后系統維護負責人應確認條件具備方可上電,并應嚴格遵照上電步驟進行。

          故障維護

          系統使用者自身進行的日常維護,維護人員應對系統維護技術難度和可操作性有一定的認識,了解應具備的維護工具,明確哪些工作能自己完成,做到心中 有數,出現問題要及時制定可行的維護方案。對DCS系統故障維護的關鍵是快速、準確地判斷出故障點的位置,故障維護中的一些經驗總結如下下幾點:

          1) DCS系統往往具有豐富的自診斷功能。根據報警,可以直接找到故障點,并且還可通過報警的消除來驗證維修結果。

          DCS故障查找方向

          DCS維護內容多且復雜,所以在出現故障的時候,容易沒有頭緒,一般常見故障,可以從以下十一個方向入手:

          1、通信網絡故障

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

          2、節點總線故障

          節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 一路總線發生故障而影響全局,但這并不能從根本上避免故障的發生,并且一旦一根總線發生故障,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。比較成功的是系統的節點總線布置方式。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,這樣當系統運行中處理通信模件故障時,可避免誤碰同軸電纜,造成網線斷路。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。

          3、就地總線故障

          就地總線或現場總線-般由雙絞線組成的數據通信網絡,由于其連接的設備是與生產過程直接發生聯系的一次元件或控制設備,所以工作環境惡劣,故障率高,容易受到檢修人員的誤動而影響生產過程。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。

          4、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。系統擴展時,一般應在系統停止運行時進行。尤其是采用令牌式通信方式的系統,任何增加或減少組建的工作都必須在系統停運時,將組態情況向網絡發布,以避免引起不可預料的后果。

          5、硬件故障

          DCS系統根據各硬件的功能不同,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人機聯系功能的工程師站、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,當其中一臺發生故障時,只要處理及時,一般不會影響系統的監控操作。過程通道故障發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。

          6、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,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。

          薄膜鍵盤在大多數操作員站上得到應用。其主要功能是快速調取過程圖形,便于操作員迅速監控過程參數 。當因薄膜鍵盤組態錯誤、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。

          7、過程通道故障

          過程通道出現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,則直接造成過程控制或監控功能的不正常。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故障有時不能直接被操作員發現,只有當參數異?;驁缶瘯r,方引起注意??刂铺幚頇C(過程處理機)故障一般會立即產生報警,引起操作員注意?,F在控制處理機基本上全是采用1:1冗余配置,其中一臺發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,否則會發生嚴重的后果。

          8、人為故障

          對系統進行維護或故障處理,有時會發生認為誤操作現象,這對于經常進行系統維護或新參加系統檢修維護的人員來說都是會發生的。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,人為誤操作發生的故障在不安全事件中占有很大比例。

          9、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。

          10、SOE工作不正常

          SOE的結論對事故的分析判斷起了很重要的作用,但在現實中,許多電廠發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時間順序數據不能設置等問題。而又的電廠在幾次事故分析時發現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問題既與系統設計不合理,SOE點沒完全集中在一個上有關,也與系統硬件及軟件考慮不周有關。

          11、干擾造成的故障

          干擾造成的故障的實例也不少。系統的干擾信號可能來自于系統本身,也可能來自于外部環境。由于不同的系統對接地都有嚴格要求的規定,一旦接地電阻或接地方式達不到要求,就會使網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,重則導致網絡癱瘓。 電源質量同樣影響系統的穩定運行。用于系統的電源既要保證電壓的穩定,也要保證在一路電源故障時,無擾切換至另一路電源,否則會對系統工作產生干擾。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,危及系統運行。

          根據以往的DCS使用檢修維護管理經驗,總結了DCS常見故障,希望可以幫助更多在DCS維護方面欠缺的儀表人。

          2) 通信接頭接觸不良會引起通信故障,確認通信接頭接觸不良后,可以利用工具重做接頭;通信線破損應及時更換。

          3) 某個卡件故障燈閃爍或者卡件上全部數據都為零,可能的原因是組態信息有錯、卡件處于備用狀態而冗余端子連接線未接、卡件本身故障、該槽位沒有組態信息等。

          4) 當某一生產狀態異?;驁缶瘯r,我們可以先找到反映此狀態的儀表,然后順著信號向上傳遞的方向,用儀器逐一檢查信號的正誤,直到查出故障所在。

          5) 當出現較大規模的硬件故障時,最大的可能是由于DCS系統環境維護不力而造成的系統運故障,除當時采取緊急備件更換和系統清掃工作外,還要及時和廠家取得聯系,由廠家專業技術支持工程師進一步確認和排除故障。

          對于DCS系統的維護工作,關鍵是要做到預防第一,作為系統維護人員應根據系統配置和生產設備控制情況,制定科學、合理、可行的維護策略和方式方 法,做到預防性維護、日常維護緊密配合,進行系統的、有計劃的、定期的維護,保證系統在要求的環境下長期良好地運行,使生產過程控制平穩、運行穩定,為實 現生產和效益的目標,提供可靠保證。

        標簽:DCS系統  我要反饋
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