DCS平台故障诊断显示设计

王建雪 张斌 李梦雅

摘要：Dcs（Distr-buted controI system）在工业自控领域发挥着重要的作用，被广泛用在化工、电力、交通、核能等重要工业领域。因此，Dcs的自诊断功能是平台的重要构成部分，自诊断设备主要包括OwP（Operator workerPlace）、服务器、控制器、I/O板卡等Dcs的重要组成设备;诊断服务下装到计算服务器中，一层诊断信息通过控制器传送给通讯服务器，通讯服务器解析后，由诊断服务获取显示;二层诊断信息被诊断服务获取显示。Dcs平台诊断二层显示通过组态完成，组态采用的设备图元通过组态工具设计封装而成。结合上述设计内容实现平台诊断功能，其中显示设备故障颗粒度、实时性与一致性是设计过程中需要考虑的性能指标。

关键词：故障诊断Dcs 自诊断

本文主要描述故障诊断显示的设计，诊断的主要设备分为一层和二层设备。一层设备包括：控制器和I＼O板卡：二层设备包括：OWP和服务器。一层设备的诊断信息通过控制器上送给通讯服务器，通讯服务器将控制器上送的信息解析后故障點进入实时库，故障诊断调用故障点按图元设计逻辑显示;二层设备的诊断信息直接置位故障点，通过诊断调用显示。每种诊断设备均通过图元和弹窗显示信息，左键单击设备图元可弹出弹窗。同一种设备的弹窗可调用同一个弹窗，弹窗中内容根据调用的设备动态显示内容。显示颜色原则如下：正常（绿色）、故障（红色）、带问题运行（黄色）、离线（灰色）、负荷高（红色）。除综合故障外，其余故障只有正常和故障两种情况。下面内容着重讲述各个设备诊断图元的设计内容，每种设备的显示内容均可视为一个数据结构，其中包括动态点和静态点，动态点指包括障点和负荷，静态点包括属性点，例如：设备名称和设备类型等。设备故障进入仪控故障和日志。

OWP诊断图元：OWP的诊断的内容包括综合运行状态、网络状态、屏幕状态、键盘、鼠标、轨迹球状态，主机DCS进程运行状态，CPU负荷和内存负荷，以上为动态点;还有OWP的属性点。综合运行状态包括四个状态：正常、故障、带问题运行和离线状态：初始状态为正常;故障状态包括以下情况：屏幕不可用数量超过一半以上、键盘不可用、鼠标和轨迹球同时不可用、软件进程故障：带问题运行包括如下情况：设备非关键性故障、负荷高、内存占用率高和单网故障：离线包含以下两种情况：从未建立过通信和双网断。屏幕、键盘、鼠标和轨迹球如果故障，需要操纵员手动置位。OWP图元上显示综合状态和网络状态，其余状态均可在弹窗列表中显示。当OWP处于离线状态时，网络线置为黑色，其他状态颜色置为灰色或不可用状态。

服务器诊断图元：服务器按功能分为：通讯服务器、计算服务器和历史服务器。服务器的诊断内容包括：服务器综合运行状态、主备状态、网络通信状态、软件进程、CPU负荷、内存占用率、此外历史服务器还会显示磁盘容量和心跳线状态，以上为动态点;还有服务器的属性点。服务器综合状态包括：正常、故障、带问题运行、离线。故障包括以下情况：服务器与一层网络双网断或软件进程故障：带问题运行包括以下情况：服务器硬件非关键性故障（由服务器自诊断而来）、CPU负荷高、内存占用率高、心跳线故障、磁盘容量高或单网故障;离线包括：从未建立过通信或者服务器与二层网络双网断。服务器诊断通过图元和弹窗显示状态，左键单击图元可显示弹窗，服务器综合状态和网络状态通过图元显示，其余信息可通过弹窗列表显示。当服务器处于离线状态时，网络线置黑，服务器其他的状态置为灰色不可用状态。

控制器图元：控制器分主备，故障诊断显示将主备两个控制器设计为一个数据结构，以便故障点传送。但平台故障图组态时控制器A、B为两个独立的图元，只是同时调用一个数据而已。A、B控制器诊断内容包括：控制器A、B综合状态、控制器A、B主备状态、控制器A、B分别与一层网络链接状态、第三以太网状态、控制器A、B的CPU负荷和内存占用率。控制器A、B综合状态包括：正常、故障、带问题运行和离线。故障指控制器本身故障，控制器本身故障点由控制器直接计算后上送，该点通过控制器综合多个故障点计算而来：带问题运行包括以下情况：第三以太网故障、单网故障、CPU负荷率高或RAM内存占用率高均会导致控制器带问题运行：离线状态指：从未建立过通信或双网断。控制器通过图元和弹窗显示诊断信息，左键单击图元可显示弹窗，图元上显示控制器综合状态、网络状态和主备状态，其余状态可通过弹窗列表显示。当控制器综合状态为离线时，其余状态置为灰色不可用状态。另外需要注意，由于控制器A、B的数据结构为一个，控制器A、B的弹窗需要分开设计，不能同时调用一个弹窗。

I＼O板卡图元：l＼O板卡诊断内容包括：综合运行状态和网络状态。综合运行状态包括：正常、故障、带问题运行和离线。故障指板卡本身故障（由控制器直接上送板卡本身故障点）：带问题运行指单网故障：离线指从未通信或双网断。l＼O板卡图元可显示综合状态和网络状态，弹窗可根据实际工程需要组态I＼O通道信息，例如：点名、点值、质量位等。当I＼O板卡处于离线状态时，网络状态置为灰色。

以上即为DCS系统重要设备的诊断图元设计，工程人员可结合具体工程布置情况，利用上述图元和弹窗进行组态，组态过程包括编写初值表和图面组态，在此不做赘述。通过上述工作即可完成DCS平台的诊断显示设计。