DCS日常维护与故障分析排查初探

高 欣

（南京国能环保工程有限公司，南京 211100）

1 电源维护、故障成因、处理方法

1.1 电源维护方法

DCS电源系统多为“双备份热冗余电源”，电源故障的防控，主要体现在巡检、日常维护方面，维护人员需根据实际情况，做好各个控制柜的运作情况记录。通常来说，只要机组正常运行，DCS系统故障率较低，而出现的故障也多为“单路失电”，只要尽快排除故障，即可让DCS系统恢复运行，DCS系统电源维护一般采取以下措施：①利用红外测温检查设备，检查电源电缆接线、配线、端子排、螺丝的温度，排查温度超高等问题。②检查配线、端子排、电缆接线处螺丝是否松动或者超温，检查保险丝容量是否和电路图一致。③检查UPS电源输出是否稳定，检查UPS电源接线方式是否存在问题。③在DCS电源报警出现后，立即找到问题成因，消除故障，避免单路电源长时间运作。④如若故障涉及到控制器，若是不能够快速更换电源设备，需做好相应的防范工作，避免控制器异常初始化。

1.2 电源故障成因

电源是维系DCS系统正常运作的重要部分，出现问题需尽快找到问题成因，故障的主要成因为：①电缆、配线、端子接头接触不良。②电源在运作过程中导致接头松动。③螺栓连接处，因外力导致接触不良。④绝缘层质量不过关或者电源线阻抗增大。⑤因外物腐蚀导致接触不良。⑥电源线布线方式不合理。⑦地线布置不合理，出现干扰电源系统运作的磁信号。

1.3 电源故障处理

电源故障是较为常见的故障类型，随着DCS电源模块使用时间的延长，电源故障率也会逐步提升，而故障处理措施主要为：①选用高质量电源模块，适当调整电源冗余率。②在检修期间处理电源接线松动等问题。③优化电源布线，解决电磁干扰问题。④建立电源维护档案，根据其使用时间，定期更换电源。

2 网络通信故障成因、处理方法

2.1 网络通信故障成因

DCS系统网络存在多个节点，一方面是人机界面连接节点，如工程师站节点、操作员站节点；另一方面是连接中央处理器的节点。网络通信故障主要表现为：服务器死机、操作员站掉线或者死机、分散处理单元死机、冗余控制器控制无效、通信中断等，除了软件设计不合理和网络堵塞外，网络通信故障主要由以下几个方面原因所导致：①在传输数据的过程中，某个节点询问数据，但是其余节点缺少相关数据，询问指令就会重复发出，从而导致网络堵塞。②网络通信介质损坏。③DCS组态作业不规范，没有合理的实现I/O连接，在读取数据的过程中，因负荷过载而导致网络堵塞。④在软件升级后，驱动程序和硬件不匹配。⑤历史数据内存占用过多，在数据传输高峰时期，就会出现频繁的网络堵塞，从而导致各个站点出现死机等问题。⑥DCS硬件工作环境温度过高（常由散热系统故障导致）。

2.2 通信故障处理方法

目前，并没有低成本且行之有效的方法来降低网络通信负荷，解决网络堵塞问题，通过日常检修以及维护来解决该问题仍旧有较大的难度，因此主要处理方法体现在提高日常维护水平上，日常维护方法为：①频繁进行网络测试，提高网络测试频次，针对和所有系统的通信负荷率，确认机组的异常工作情况，在冗余切换的过程中，加强网络监控，调整数据传输时间，降低网络负载。②在检修的过程中，复位DPU以及数据站，删除无效的I/O，去除影响因素。③采用双层网结构构件DCS系统，分离系统网络以及管理网络，提高网络运作稳定性。④定期检测硬件工作环境，检查其散热系统是否在正常运作，检查各个接口是否正常。⑤各个系统直接的数据传输采用单向传输协议。⑥温度信号检测加入CRT，实现异常报警，避免温度异常影响系统运作。⑦在升级驱动、软件前，慎重考虑软件、驱动、硬件的匹配程度，保证机组、系统的正常运作。

3 软件故障成因、处理方法

3.1 软件故障成因

软件故障通常由软件编制错误所因此，一般出现在DCS系统投入运行后或者软件在升级后，大部分软件程序编制复杂，同时又存在组态人员交叉作业等情况，导致软件错误时有发生，DCS系统所应用的软件主要为安装工作站工具以及监控软件。其故障主要体现在以下几个方面：①主CPU组态、从CPU组态信息不一致，CPU无法正常初始化。②数据库组态和通道连接信号不能够实现有效匹配。③网络通信阻塞引发的系统混乱。④打印机打印失效。⑤在更换一次元件后，变量参数设置出错。⑤设备不正常工作，系统输出不能够正常驱动设备工作等。

3.2 软件故障处理

在正常工作条件下，软件故障的情况较少，集中出现在修改机组组态后以及机组调试过程中，应用成熟的软件是保证DCS系统正常运作的基础。对此，在进行机组检修改造前或者调试机组前，必须要落实完善的改造方案，并根据方案内容进行有效的技术交底，确保相关制度的有效落实，避免因人为失误致使软件故障。另外，需采用合理的备份手段，避免软件故障导致数据丢失。

4 DCS系统故障处理实例

某企业采用CENTUM CS1000集散控制系统，该系统是基于windows2000 Professional的结构开发的新一代DCS系统，系统利用可靠的总线实时控制网络VLNET实现过程控制。系统在升级后，偶尔出现电焙炉温控回路从自动跳手动的现象，并且出现开路报警。经分析，发现系统构建电缆存在破损，屏蔽层存在穿孔，因为焙烧炉每个加热段都有三相，有十三个加热段，在运作的过程中，会形成较大的磁场，控制信号线感应到磁场构成干扰，输入至DCS系统引发故障。后将全部电缆线更换，规范施工规程，达到消除故障的目的。

5 结束语

综上所述，随着技术水平的不断提升，电力生产对DCS系统的要求也在不断提高，DCS系统的稳定性、可靠性决定了电力生产效率，相关从业者必须对DCS系统常见故障、故障成因、维护方法、处理方法有足够的认识，同时要保证相关制度的落实，减少人为因素的影响，将DCS系统故障率将至最低。本文仅对DCS日常维护与故障分析排查进行了简要阐述，更为深入的问题还需要广大技术工作者进一步分析。