基于I/A Series系统的DCS故障处理

王迪

国家能源集团宁夏煤业甲醇分公司 宁夏银川 750000

1 DCS控制系统概论

DCS是分布式控制系统（Distributed Control System）的英文简写，DCS控制系统的应用可以覆盖到全国乃至世界的各个领域和行业，特别是在化工生产装置中，DCS的应用尤为广泛。现阶段，科技的发展推动生产力水平的提高，促进了国民经济水平的提高，同时人们的生活质量也显著提高，使之对于化工产品的需求也呈日渐上升的趋势。因此，为满足社会对于化工产品的需求，化工厂应不断优化和升级设备的性能，提高生产装置的容量和运行参数，从而提升自己的生产能力，与此同时，作为化工生产单位更需重视生产装置运行的安全性和可靠性[1]。

2 基于I/A Series系统的DCS故障处理

国家能源集团宁夏煤业甲醇分公司聚甲醛生产装置的DCS系统采用Foxboro公司的I/A Series系统。该套系统软硬件在日常运行中较为稳定可靠。但生产装置投产至今，系统运行时间较长，部分设备已逐渐老化，使得DCS 系统的故障率逐渐攀升，一些以前从未出现过的故障在近期也慢慢浮现，需重点控制。

2.1 操作员站故障的处理

当有个别操作员站出现黑屏或无数据显示时，工艺人员可通过其余正常的操作员站继续对生产装置的运行状态进行监控，由仪表人员对故障机器进行检修；当所有操作员站均不能正常监控时，工艺人员可通过工程师站内的工程师站对生产装置进行监控，同时由仪表人员对故障进行排查，尽快恢复操作员站的监控。当全部的操作员站及工程师站均出现黑屏或无数据显示时，需及时通知工艺人员到生产现场对设备进行紧急操作，若短期内处理不好，则需装置停车。

2.2 通讯网络故障的处理

I/A Series系统通讯网络故障主要由以下几种情况：

2.2.1 操作员站或工程师站的光纤卡故障

对故障机器进行关机、断电、将机箱上的光纤、键盘、鼠标、网线等移除、打开机箱更换光纤卡（注意：光纤接头型号要一致）。恢复机箱上的所有附件，送电后开机，注意观察操作员站或工程师站通讯是否已恢复正常。

2.2.2 交换机故障

当交换机有个别的光口出现故障时，应将故障光口的光纤拔出，移至同交换机上已经开放的备用光口，观察通讯是否已经恢复；当交换机自身故障导致无法正常运行时，应将故障交换机断电，移除光纤并确保每根光纤的标注与光纤口的位置一致，将组态信息正确（即命名、地址等组态信息均与故障交换机一致）的备用交换机安装在原位置、送电、待交换机指示灯正常后，按标注逐一将光纤恢复，注意观察系统运行是否正常，网络是否已恢复。

2.2.3 光纤分离组合器故障

一对控制器需要配备两块光纤分离组合器，起到对主、副控制器双网信号进行分离组合的作用。一旦发生故障，造成系统单网运行时，应及时对故障的光纤分离组合器进行更换，作业时需谨慎操作，切勿对正常运行的光纤分离组合器造成影响，操作过程注意观察系统的运行状态。

2.2.4 控制器FCP270的光纤输出口故障

一块控制器FCP270有A、B两组光纤输出口，当故障控制器为主控制器时，可手动切换，使副控制器切为主控制器，此时原故障控制器为副控制器。对故障控制器（副控制器）进行热插拔，观察双网通讯是否已恢复正常，若已正常，紧固控制器；如未正常则需重复插拔几次，若仍未正常，需将故障控制器更换，注意观察网络是否已恢复正常。

2.2.5 光纤中断

光纤中断造成的网络故障在系统的运行中偶有发生，处理时应对故障线路的光纤进行分段测试，准确的排查出故障的具体位置，对故障段的光纤进行更换。

2.3 卡件故障

国家能源集团宁夏煤业甲醇分公司目前使用的Foxboro卡件为具有I/O接口功能的FBM卡件。当卡件出现故障时，通过系统报警可以及时发现。系统报警的状态指示“System” 红闪，表示系统有报警未确认，进入“System”（报警系统）确认后，状态指示由红闪变为红灯常亮，沿网络往下查找，找到带有红色标识的故障卡件，在相应机柜内的对应卡件上有报警指示，此时故障卡件的位置和型号已被完全锁定。对于非冗余卡件的故障，由于卡件故障可能造成该卡件上的数据无法正常监控，仪表人员根据锁定的故障卡件，列出该卡件上各个通道的位号。对于监视点，应通知工艺人员将故障卡件上所有测点所带的控制回路切换到手动状态，带有联锁的测点将联锁解除；对于控制点，应通知工艺人员及时到现场进行就地操作及旁路切换。准备工作就绪后，对故障卡件进行热插拔，可反复插拔数次，有些卡件经插拔后可以恢复正常；如若故障仍未消失，应将故障卡件更换并紧固，观察确认数据可以正常监控后，通知工艺人员恢复远程监控。

对于冗余卡件的故障，通常为冗余卡件中的一块发生故障，一般不会对数据监控造成影响，但是工艺人员仍需要对卡件上各个通道的仪表进行重点监控。准备工作就绪后，对故障卡件进行热插拔，可反复插拔数次，有些卡件经插拔后可以恢复正常；如若故障仍未消失，应将故障卡件更换并紧固。操作过程切勿对正常运行的卡件造成影响，全程派专人观察、确认工艺数据正常监控。

3 结语

针对不同的故障现象，在处理的过程中应采用不同的方法。特别是涉及到重要装置的自动和保护变量的时候，要严格进行风险辨识和分析，防止因误操作导致重要设备的误动作，甚至装置的非计划停车。所以，为生产装置更平稳的运行，我们需深入了解DCS控制系统可能出现的各种故障类型，当故障发生时，能快速做出正确的判断，并采取应急处理方案，防止造成更加严重的损失。因此，进一步加强故障研究非常有必要。