DCS日常維護(hù)與故障分析排查方法!
隨著技術(shù)水平的不斷提升,電力生產(chǎn)對DCS 系統(tǒng)的要求也在不斷提高,DCS 系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性決定了電力生產(chǎn)效率,相關(guān)從業(yè)者必須對DCS 系統(tǒng)常見故障、故障成因、維護(hù)方法、處理方法有足夠的認(rèn)識,同時要保證相關(guān)制度的落實(shí),減少人為因素的影響,將DCS 系統(tǒng)故障率降至最低。本文僅對DCS 日常維護(hù)與故障分析排查進(jìn)行了簡要闡述,更為深入的問題還需廣大技術(shù)工作者進(jìn)一步分析。
01、電源
DCS 電源系統(tǒng)多為“雙備份熱冗余電源”,電源故障的防控,主要體現(xiàn)在巡檢、日常維護(hù)方面,維護(hù)人員需根據(jù)實(shí)際情況,做好各個控制柜的運(yùn)作情況記錄。
通常來說,只要機(jī)組正常運(yùn)行,DCS 系統(tǒng)故障率較低,而出現(xiàn)的故障也多為“單路失電”,只要盡快排除故障,即可讓DCS 系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行。
維護(hù)方法: ①利用紅外測溫檢查設(shè)備,檢查電源電纜接線、配線、端子排、螺絲的溫度,排查溫度超高等問題; ②檢查配線、端子排、電纜接線處螺絲是否松動或者超溫,檢查保險絲容量是否和電路圖一致; ③檢查UPS電源輸出是否穩(wěn)定,檢查UPS 電源接線方式是否存在問題; ④在DCS電源報警出現(xiàn)后,立即找到問題成因,消除故障,避免單路電源長時間運(yùn)作; ⑤如若故障涉及到控制器,若是不能夠快速更換電源設(shè)備,需做好相應(yīng)的防范工作,避免控制器異常初始化。
? 故障分析:
電源是維系DCS 系統(tǒng)正常運(yùn)作的重要部分,出現(xiàn)問題需盡快找到問題成因,故障的成因主要有以下幾方面:
①電纜、配線、端子接頭接觸不良;
②電源在運(yùn)作過程中導(dǎo)致接頭松動;
③螺栓連接處,因外力導(dǎo)致接觸不良;
④絕緣層質(zhì)量不過關(guān)或者電源線阻抗增大;
⑤因外物腐蝕導(dǎo)致接觸不良;
⑥電源線布線方式不合理;
⑦地線布置不合理,出現(xiàn)干擾電源系統(tǒng)運(yùn)作的磁信號。
? 故障處理:
電源故障是較為常見的故障類型,隨著DCS 電源模塊使用時間的延長,電源故障率也會逐步提升,而故障處理措施主要為:
①選用高質(zhì)量電源模塊,適當(dāng)調(diào)整電源冗余率;
②在檢修期間處理電源接線松動等問題;
③優(yōu)化電源布線,解決電磁干擾問題;
④建立電源維護(hù)檔案,根據(jù)其使用時間,定期更換電源。
02、網(wǎng)絡(luò)通信
DCS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在多個節(jié)點(diǎn),一方面是人機(jī)界面連接節(jié)點(diǎn),如工程師站節(jié)點(diǎn)、操作員站節(jié)點(diǎn);另一方面是連接中央處理器的節(jié)點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)通信故障主要表現(xiàn)為:服務(wù)器死機(jī)、操作員站掉線或者死機(jī)、分散處理單元死機(jī)、冗余控制器控制無效、通信中斷等。
? 故障分析:
除了軟件設(shè)計不合理和網(wǎng)絡(luò)堵塞外,網(wǎng)絡(luò)通信故障主要由以下幾個方面原因所導(dǎo)致:
①在傳輸數(shù)據(jù)的過程中,某個節(jié)點(diǎn)詢問數(shù)據(jù),但是其余節(jié)點(diǎn)缺少相關(guān)數(shù)據(jù),詢問指令就會重復(fù)發(fā)出,從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞;
②網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)損壞;
③ DCS 組態(tài)作業(yè)不規(guī)范,沒有合理的實(shí)現(xiàn)I/O 連接,在讀取數(shù)據(jù)的過程中,因負(fù)荷過載而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞;
④在軟件升級后,驅(qū)動程序和硬件不匹配;
⑤歷史數(shù)據(jù)內(nèi)存占用過多,在數(shù)據(jù)傳輸高峰時期,就會出現(xiàn)頻繁的網(wǎng)絡(luò)堵塞,從而導(dǎo)致各個站點(diǎn)出現(xiàn)死機(jī)等問題;
⑥ DCS 硬件工作環(huán)境溫度過高(常由散熱系統(tǒng)故障導(dǎo)致)。
? 故障處理:
目前,并沒有低成本且行之有效的方法來降低網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷,解決網(wǎng)絡(luò)堵塞問題,通過日常檢修以及維護(hù)來解決該問題仍舊有較大的難度,因此主要處理方法體現(xiàn)在提高日常維護(hù)水平上,日常維護(hù)方法為:
①頻繁進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測試,提高網(wǎng)絡(luò)測試頻次,針對和所有系統(tǒng)的通信負(fù)荷率,確認(rèn)機(jī)組的異常工作情況,在冗余切換的過程中,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸時間,降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載;
②在檢修的過程中,復(fù)位DPU 以及數(shù)據(jù)站,刪除無效的I/O,去除影響因素;
③采用雙層網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件DCS 系統(tǒng),分離系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以及管理網(wǎng)絡(luò),提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作穩(wěn)定性;
④定期檢測硬件工作環(huán)境,檢查其散熱系統(tǒng)是否在正常運(yùn)作,檢查各個接口是否正常;
⑤各個系統(tǒng)直接的數(shù)據(jù)傳輸采用單向傳輸協(xié)議;
⑥溫度信號檢測加入CRT,實(shí)現(xiàn)異常報警,避免溫度異常影響系統(tǒng)運(yùn)作;
⑦在升級驅(qū)動、軟件前,慎重考慮軟件、驅(qū)動、硬件的匹配程度,保證機(jī)組、系統(tǒng)的正常運(yùn)作。
03、軟件
軟件故障通常由軟件編制錯誤所因此,一般出現(xiàn)在DCS 系統(tǒng)投入運(yùn)行后或者軟件在升級后,大部分軟件程序編制復(fù)雜,同時又存在組態(tài)人員交叉作業(yè)等情況,導(dǎo)致軟件錯誤時有發(fā)生,DCS 系統(tǒng)所應(yīng)用的軟件主要為安裝工作站工具以及監(jiān)控軟件。
? 故障分析:
軟件故障主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
①主CPU 組態(tài)、從CPU 組態(tài)信息不一致,CPU 無法正常初始化。
②數(shù)據(jù)庫組態(tài)和通道連接信號不能夠?qū)崿F(xiàn)有效匹配。
③網(wǎng)絡(luò)通信阻塞引發(fā)的系統(tǒng)混亂。
④打印機(jī)打印失效。
⑤在更換一次元件后,變量參數(shù)設(shè)置出錯。
⑤設(shè)備不正常工作,系統(tǒng)輸出不能夠正常驅(qū)動設(shè)備工作等。
? 故障處理:
在正常工作條件下,軟件故障的情況較少,集中出現(xiàn)在修改機(jī)組組態(tài)后以及機(jī)組調(diào)試過程中,應(yīng)用成熟的軟件是保證DCS系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)。
對此,在進(jìn)行機(jī)組檢修改造前或者調(diào)試機(jī)組前,必須要落實(shí)完善的改造方案,并根據(jù)方案內(nèi)容進(jìn)行有效的技術(shù)交底,確保相關(guān)制度的有效落實(shí),避免因人為失誤致使軟件故障。另外,需采用合理的備份手段,避免軟件故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
DCS系統(tǒng)故障處理實(shí)例:
問題:某企業(yè)采用CENTUM CS1000集散控制系統(tǒng),該系統(tǒng)是基于windows2000 Professional 的結(jié)構(gòu)開發(fā)的新一代DCS系統(tǒng),系統(tǒng)利用可靠的總線實(shí)時控制網(wǎng)絡(luò)VLNET實(shí)現(xiàn)過程控制。系統(tǒng)在升級后,偶爾出現(xiàn)電焙爐溫控回路從自動跳手動的現(xiàn)象,并且出現(xiàn)開路報警。
分析:發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建電纜存在破損,屏蔽層存在穿孔,因為焙燒爐每個加熱段都有三相,有十三個加熱段,在運(yùn)作的過程中,會形成較大的磁場,控制信號線感應(yīng)到磁場構(gòu)成干擾,輸入至DCS系統(tǒng)引發(fā)故障。后將全部電纜線更換,規(guī)范施工規(guī)程,達(dá)到消除故障的目的。
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