工程技
术
DOI：10.16660/jki.1674-098X.2018.05.044
和利时DCS系统常见故障及处理方法
①
解向军模块电源故障
(神华陕西国华锦界能源有限责任公司  陕西神木  719319)
摘 要：DCS 系统凭借完善的控制功能、灵活的系统组态、安全可靠的运行状态及强大的适用性，在化工、石油、电力等领域得到了广泛的应用。和利时作为中国领先的自动化与信息技术解决方案提供商，也推出了其设计研发的DCS系统。目前，和利时DCS系统在国内的应用日渐增多，但是控制系统使用过程中
难免会出现一些故障影响企业的正常运行。本文结合DCS系统的特点，就和利时DCS系统应用中常见的故障进行分析并提出了相应的处理办法。关键词：DCS系统  故障  处理方法中图分类号：F273              文献标识码：A  文章编号：1674-098X(2018)02(b)-0044-03
①作者简介：解向军(1981,10—)，男，汉族，陕西神木人，本科，工程师，研究方向：热工专业，工业自动化。1  DCS系统概述
DCS系统具有成本适中、控制功能强大、可靠性较高等优势，得到了越来越多工业生产企业的青睐，尤其是大型电力企业。工业的发展和城市化的推进使得社会电力需求不断提高，电力企业发电机组的容量和运行参数也随之增大，DC S系统直接关系着生产控制的水平和机组运行的安全性。因此必须要加强DCS系统的运行维护，当故障发生时可以出故障部位和发生原因，采取有效的处理对策，促进DCS系统可靠性和企业运行稳定性的提高。
2  DCS系统故障诊断
为了确保故障处理的有效性，提高DCS系统故障的处理效率，相关技术人员必须要明确故障诊断流程和具体的诊断方法。
2.1 DCS系统故障诊断流程
技术人员需要根据故障发生的环境、故障引发的现象对DCS系统故障的原因和故障部位进行诊断。DCS系统故障诊断的步骤包括：(1)排查使用不当引起的故障。操作故障常见的类型包括操作失误故障、端子接线故障、模块安装故障以及供电电源故障等。(2)排查DCS系统操作不当导致的故障。相关人员参数整定错误或者是系统状态设定错误引起的故障。(3)分析故障源。明确是现场仪表故障还是DCS系统故障，如果确定是仪表出现故障，则需要对其进行修复或者更换，如果是系统故障则需要进一步分析。(4)明确系统故障是硬件故障还是软件故障。(5)硬件故障处理。明确出现故障的具体硬件部位，进行硬件模块的修复或者是更换。(6)软件故障。如果DCS系统出现软件故障，可先将系统重启或者重新安装相关的系统软件，看故障是否解决，如果无法解决，则需要由专业的系统管理人员进行处理或者联系系统提供商。(7)应用软件故障处理。系统维护人员需要对DCS系统中用户编写的程序和组态的所有数据进行检查，明确出现故障的具体应用软件。
2.2 DCS系统故障诊断方法
和利时DCS系统配有故障自动诊断程序，在日常运行中系统会自动对挂在总线及网络上的各个功能模块和回路进
行周期性诊断。如果诊断中发现故障，系统会自动生成相应的故障代码及提示信息，通过总线的操作站传递用户，操作人员可根据CRT的显示，了解DCS系统故障的具体内容。查看故障信息后，需要对机柜
中的插卡或者是模块上一系列发光二极管的显示状态进行检查，了解系统运行异常的具体表现。在实际操作中需要逐步进行插卡及模块外部故障的检查分析。目前，常用故障判断方法主要包括以下几种：(1)直接判断法。根据故障的影响范围、具体现象和系统故障记录，对故障发生的部位和原因进行直接的判断，并进行核验确认故障内容后，方可制定相应的处理办法。(2)外部检查法。技术人员根据长期的经验对于外部存在明显特征的故障可以简化诊断流程。首先进行系统相关硬件的外部检查，查看是否存在断线、碰线、短路、插头松动、元件发热烧坏或者是虚焊等问题，判断故障的发生部位。一些暂时性的故障时可以通过人为的敲击或者是摇动来发现的，在实际工作中也可以适当应用。(3)分段查法。针对故障原因不明且影响范围不清晰的DCS系统故障，技术人员可以对系统进行分解，分段查可能出现故障的线路、部件，通过逐段的分析、检查和部件替换判断故障具体部位。(4)隔离法。在DCS系统故障诊断中，隔离法可以与分段查法配合使用，将可能存在故障的线路或者是硬件部位断开，再观察后续的系统运行状况，了解故障现象的变化，从而缩小故障范围。(5)替换对比法。技术人员可以对疑有故障部件或者是模块进行替换，比较替换后的系统运行状况，实现故障的排查。在采用替换对比法时需要注意，在替换前需要先对一些危害性的故障进行排除，例如系统中存在负载短路或者是电源异常导致的元件损坏故障时，如果盲目更换部件则会导致部件的再次损坏。(6)组态错误故障处理。如果确认系统存在组态错误的故障，只需要通过组态表格数据的核对便可以进行组态数据的修复，难度较低。
3  和利时DCS系统故障及处理方法
和利时DCS系统使用过程中会出现各类故障，不同故障的表现、严重程度及影响范围都存在差异，在实际工作中要结合DCS系统故障处理流程，提高故障处理的效率和质量。
和利时DCS系统常见的故障现象及处理方法如下。
3.1 控制器异常
在检修过程中需要进行服务器下装，操作过程中如果发现某控制器内的设备存在异常，画面显示为灰，而其他控制器内的设备没有该类现象。在这种情况下，维护人员要及时下装问题控制器，一般重新安装后控制器内的设备故障清除，画面显示正常。在故障控制器重新下装之后没有引发设备的错误启动或者是停止的事故，没有造成严重的后果。技术人员对其进行分析后发现，故障控制器的通讯存在问题，下装过程的不当操作可能会诱发该现象。控制器故障的原因包括下装人员违规操作、系统对时系统故障引起的数据网络异常通信等。
在发电厂机组正常运行中，操作人员登录对应的控制器算法组态，系统提示通讯错误。当该故障出现时，对通讯参数进行检查，显示正常，再次登录控制器时，系统提示初始化下装，在没有对该控制器进行任何的更改的情况下，查看系统状态图，没有发现异常现象。在这种状况下，运行维护人员要提前做好应对措施，确定重新下装不会对机组的相关设备产生不良影响的前提下，对控制器进行初始化下装。操作完成后，该控制器负责的设备均显示检修状态，且画面出现黄的闪动，但是控制器算法显示所有
设备的状态均为正常，运行人员通过下装清空操作并没有解决该问题。进一步核查分析后发现就地设备、服务器之间通讯网段与控制器、服务器之间的网段不同，导致了控制器下设备的异常，因而运行人员对服务器进行了下装，下装完成后控制器算法组态与设备的显示均恢复正常。如果同一发电机组内有两个工程师站或者是两台机子同时登陆同一控制器则会造成控制器的初始化下装，给机组运行造成严重的后果，因而要避免这种情况的出现。
3.2 功能模块工作异常
实际工作中有DCS系统功能模块RS触发器无法正常工作的情况。对RS触发器功能模块的宏地址名称和宏调用命令检查后发现没有错误，对异常的RS触发器模块进行重新下装之后，RS功能模块仍然无法恢复正常的工作状态。在这种情况下，运行人员在登录状态下进入逻辑运算单元，对RS功能模块的异常部分进行强制操作，当RS功能模块工作恢复正常后释放强制状态则故障解除。当系统运行过程中，出现类似的功能模块故障是也可采用该种故障排查和处理方法。对RS触发器功能模块故障的原因进行分析，该故障可以归为DC S系统内部执行程序异常，如果使用的和利时DCS系统逻辑没分页，单个的逻辑调用区域较大且逻辑放置位置缺乏明确的规划，会出现逻辑页扫描时无法进行单个区域的扫描，整体逻辑区域的全面扫描又会造成控制器和服务器负载的增加，调用时容易出现无用字符读入执行程序的情况，造成功能控制模块运行的异常。
3.3 数据无法强制
以和利时MACSV DSC系统为例，该系统的逻辑页内设计扫描方式为页扫描，扫描顺序为由左至右，由上及下。和利时DCS系统没有响应的置位强制及点退出扫描功能，但是强制功能对于系统的日常维护有重要的意义，强制功能缺乏在一定程度上增加了运行人员对DCS系统的日常维护工作量。DCS系统故障的处理，DCS中进行信号强制是十分基础的操作。和利时点强制功能的缺乏增大了系统维护和故障处理的难度，给系统维护人员的工作带来了不便。例如增压风机振动测点出现异常需要处理时，具体的方案有三种：一是强制振动测点，该项处理方法中逻辑模块的功能类似于PLC 的逻辑模块理念，如果无法对工程量输入端原点强制，和利时DCS系统最后一次扫描点为当前点的最终输出，逻辑强制过程中容易出现状态瞬间翻转的情况，威胁增压风机运行的稳定性。如果进入原点的工程量输入端强制时并不会发生逻辑强制后状态翻转的现象，但该方法无法对增压风机振动故障的处理效果进行准确的判断，除了逻辑强制后翻转的问题，对于系统故障检修来说没有益处。二是进入系统逻辑中修改逻辑，但是该方法的操作难度较高，需要专业的系统维护人员进行处理，DCS系统的日常维护中不宜采用该方法，如果逻辑修改错误会增加增压风机跳闸故障的出现几率。三是改变增压风机的运行方式，切换正常运行方式至检修位，但这种处理方法会将增压风机原有的保护措施全部屏蔽掉，在一定程度上增加运行人员系统维护的压力。此外，在强制“与门”的过程中不可以在入口条件处强制，需要从“与门”的出口处进行强制，且“或门”不可以强制，需要采取逻辑修改的方法。为了提高故障处理的效率，降低增压风机振动测点异常的处理难度，需要在DC S系统中增加强制功能的设计。鉴于和利时DC S系统无法进行强制点查看的限制，运行维护人员在强制时必须要做好登记，方便后续工作的进行。
3.4 服务器切换异常
在机组停运期间对和利时DCS系统的主、副服务器进行切换试验时，出现了无法成功切换的情况。首先采取主服务器人为重启的处理措施，重启后DC S系统主服务器可以顺利切换至副服务器，再次进行主副服务器之间的切换也成功了。对服务器进行检查，S OE没有出现异常报警的情况，主服务器和副服务器的内部文件进行查看分析时发现两台服务器的对时系统出现不一致。DCS系统只对时一次，之后并没有进行相应的对时操作，因而进行服务器的切换时容易造成时钟的不一致，造成主副服务器切换异常的现象。GPS与两台服务器一致联络，可以从软件上实现两台度服务器定期对时一次。服务器切换异常的具体表现为CRT点信息显示乱码且画面为灰，点击操作界面的报警记录显示服务器B （A）→服务器A(B)，之后点击左下角的系统图，显示系统网络红故障，异常服务器显示红故障标示，而另一台服务器正常运行显示为绿。该类故障部位为服务器，因而控制器仍然可以正常工作。针对此类故障首先要联系机组运行，禁止CRT操作，运行人员要及时与值班领导及运行负责人进行沟通，确保相关机组主机负荷的稳定性。要对有红报警的故障服务器进行手动重启，检查系统服务器是否为一台为主要设备另一台备用，系统状态图上的服务器显示应为一台绿表示运行，一台黄表示备用。之后对系统网络和控制器进行检查，确保各网段及主副控制器的正常，切操作员站没有红报警信息，经过上述处理后系统可恢复正常。
3.5 卡件故障
首先是电源卡SM900的相关故障现象，和利时DCS卡件为横向供电方式。DC S电源供电方式为两路电源同时供
(下转47页)
工作中依照自己的主观意愿随意而为。
2.2 加强对电气高压的初期检查
电气高压试验工作前期，要先让相关的工作人员进行初期的检查工作，标明责任区内的所有需要检查的线路，明确好工作车辆的行车线路，确定好合理的停电区域。
2.3 加强对电气高压的测前工作
在试验工作人员对电气高压进行测试前期，试验人员要先有序地进行各项工作。例如，核实设备的性能、校对工作仪器，确认实用工具的类型与质量的优良性，将实施试验过程中更换设备的机率尽可能地减少。
2.4 加强对试验隐患的分析
在进行电气高压试验作业的前期，可组织工作人员对试验的危险性进行分析、讨论，对可能出现的问题进行排查与解决，制定相关的工作解决方案。而参与试验作业的工作人员都要先熟悉工作方案的明细，加强预防。严格依照方案中的设定进行隐患的排查与治理等完成相关的施工作业，保证实验工作整体的安全性。
2.5 加强试验的距离调整
试验人员在对高压电气进行作业的过程中，假如发现被测试的设备与试验线距离过近的话，就要将其断电，并且及时地在被测点位之间进行充分的放电或是对地短接直接放电。严格依照相关的技术操作流程，保证试验的距离在最小的安全距离之间，消除被测设备外壳与高压试验线之间因为距离过近而出现耦合等效并联电阻的问题。
2.6 加强避湿的作业
在进行电气高压实验的过程中，假如作业环境湿气较大的话，就要对高压电气设备试验进行针对性的处理。第一，试验人员要加强对绝缘电阻的遥测，保证电阻仪表箱能够处于一种悬空的状态，并且所有的试件都要处于清洁的状态，还要配置屏蔽环。在进行电气高压直流耐压试验或是泄漏实验的时候，试验人员要快速地用吹风机将试验设备的表面进行烘干，要将绝缘层与屏蔽环紧贴，将试验的回路尖端数降低，使电线路和大地的距离拉大，将大截面导线当作高压引线。对介质损耗进行测量的时候，还需将周
围设备不同的磁场或是电场干扰进行清除。
3  结语
电气高压试验是一个危险系数极高的工作，对试验人员的专业技术要求也很高。所以，试验工作人员要不断提升自身的工作技术，充分地认识到试验会出现的一些异常问题，并且进行及时的研究、分析、解决，以使以后的电气高压试验工作变得更加高效。本文分析了电气高压试验容易出现的问题，并且对一些容易出现的问题提出了具体的应对措施，希望对相关的工作人员有所帮助。
参考文献
[1] 张辉，何海川，郭培恒.高压电气试验存在问题及应对措施
分析[J].科技创新与应用,2013(20):162.
[2] 任红军.某大型变压器内部典型故障分析处理及防范措
施[J].民营科技,2012(11).
[3] 唐卫勇.浅析发电厂高压电气试验中容易被忽略的一些问
题[J].科技信息,2013(21):391.
(上接45页)
电，隔离装置承担着隔开两路电源的作用，避免电源故障互相影响导致的机组运行失常。电源故障报警信息的不明确妨碍了故障的进一步分析，且机笼设计的较为复杂，更换难度较高，故障处理需要耗费较多的时间。其次是热电阻卡SM432故障，发电厂的电机等高压设备上都配有测温元件，在热备检修过程中要对设备的绝缘性进行测试，自然灾害也可能导致强电串入SM432卡件，由于该卡件没有相应的防范强电串入的措施，因而容易被烧坏，进而诱发其他的系统故障。在机组运行过程中，一块SM432卡件被烧毁会导致主控单元SM201的CNet灯灭，系统报警显示网络故障，对烧坏的卡件进行处理更换后，系统网络通讯方可恢复正常。因而在进行高压设备的检修时，尽可能先将SM432卡件移除，检修工作结束后再将其安装回原处。
4  结语
为了提高DCS系统的可靠性和稳定性，运行人员需要对其进行定期的维护，明确DCS系统故障的诊断流程和诊断方法，结合故障具体的表现，明确故障的发生部位和发生原因，采取恰当的处理方案。技术人员要熟悉和利时DCS系统常见故障现象和具体的处理办法，遇到类似的故障时要采取影响范围最小，处理效率最高的方法。
参考文献
[1] 韩斌，王俊贵，冯武同.和利时DCS系统常见的故障以及处
理方法分析[J].中国电力教育,2013(8):233-234.
[2] 苏红刚.DCS控制技术在热电厂机炉控制系统改造工程
中的应用[J].中小企业管理与科技,2016(2)：221-222. [3] 王玉全.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理
措施研究[J].中国新技术新产品,2016(10)：20-21.

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。