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廈門光沃自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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DCS系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用，使可靠性、穩(wěn)定性問題更加突出，也使人們對整個(gè)系統(tǒng)要求越來越高，人們希望DCS系統(tǒng)盡量少出故障，又希望DCS系統(tǒng)一量出現(xiàn)故障，能盡快診斷出故障部位，并盡快修復(fù)處理，使系統(tǒng)重新工作。為了便于分析、診斷DCS系統(tǒng)故障發(fā)生部位和產(chǎn)生原因，現(xiàn)把故障分為以下幾類來進(jìn)行論述。
1．現(xiàn)場儀表設(shè)備故障：
現(xiàn)場儀表設(shè)備包括與生產(chǎn)過程直接聯(lián)系的各種變送器、各種開關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載及各種溫度的一此元件等，F(xiàn)場儀表若發(fā)生故障，直接影響DCS系統(tǒng)的控制功能及操作人員對工藝參數(shù)的監(jiān)視，從而給工藝操作帶來一定困難。在目前的DCS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，這類故障占絕大部份，這類故障一般是由于儀表設(shè)備本身的質(zhì)量和壽命所致。對這類故障比較直觀，在判斷和處理上也相對容易，在處理按常規(guī)儀表的處理方法一般不會(huì)有什么問題。對這類故障的處理要求維護(hù)人員對常規(guī)儀表的故障處理比較熟練，以保證故障處理的及時(shí)性及準(zhǔn)確性。由于這類故障屬于單點(diǎn)故障，對工藝影響不大，維護(hù)人員對DCS系統(tǒng)知識的要求不高，只須按常規(guī)儀表處理即可。
2．系統(tǒng)故障：
這是影響系統(tǒng)運(yùn)行的全局性故障，系統(tǒng)故障可分為固定性故障和偶然性故障。如果系統(tǒng)發(fā)生故障后可重新啟動(dòng)使系統(tǒng)恢復(fù)正常則可認(rèn)為是偶然性故障。相反若重新啟動(dòng)后不能恢復(fù)正常而需要更換硬件或軟件系統(tǒng)才能恢復(fù)則認(rèn)為是固定性故障。這種故障一般是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)或系統(tǒng)運(yùn)行年限較長所致。
3．硬件故障：
這類故障主要指DCS系統(tǒng)中（I/O模塊）損壞造成的故障。這類故障一般比較明顯且影響也是局部的，它們主是由于使用不當(dāng)或使用時(shí)間較長，模塊內(nèi)元件老化所致。
4．軟件故障：
這類故障是軟件本身所包含的錯(cuò)誤所引起的。軟件故障又分為系統(tǒng)軟件故障和應(yīng)用軟件故障。系統(tǒng)軟件是DCS系統(tǒng)所帶來的，若設(shè)計(jì)考慮不周，在執(zhí)行中一但條件滿足就會(huì)引發(fā)故障，造成停機(jī)或死機(jī)等現(xiàn)象。此類故障并不常見，應(yīng)用軟件是用戶自己編定的，在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于應(yīng)用軟件工作復(fù)雜，工作量大，因此應(yīng)用軟件錯(cuò)誤幾乎難以避免，這就要求在DCS系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)行中十分認(rèn)真、仔細(xì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決。
5．操作使用不當(dāng)造成故障：
在實(shí)際運(yùn)行操作中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)DCS系統(tǒng)某功能不能使用或某控制部份不能正常工作，但實(shí)際上DCS系統(tǒng)并沒有故障，而是操作人員操作不熟練或操作錯(cuò)誤所引起的。這對于初次使用DCS系統(tǒng)的操作工較為常見。
DCS系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，正確分析和診斷故障發(fā)生的部位和原因是當(dāng)務(wù)這急，故障的診斷是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、根據(jù)發(fā)生故障的環(huán)境和現(xiàn)象來確定故障的部份和原因。根據(jù)平時(shí)在工作中對系統(tǒng)故障處理的經(jīng)驗(yàn)和方法，對DCS系統(tǒng)故障診斷可按下述步驟來進(jìn)行：
（1）是否為使用不當(dāng)引起的故障。這類故障常見的有供電電源故障、端子接線故障、模塊安裝錯(cuò)誤、現(xiàn)場操作錯(cuò)誤等。
（2）是否為DCS系統(tǒng)操作錯(cuò)誤引起的故障。這類故障常見的有某整定參數(shù)整定錯(cuò)誤、某設(shè)定狀態(tài)錯(cuò)誤造成的。
（3）確認(rèn)是現(xiàn)場儀表設(shè)備故障還是DCS系統(tǒng)故障。若是現(xiàn)場一次儀表故障，修復(fù)相應(yīng)現(xiàn)場儀表或更換一次儀表。
（4）若是系統(tǒng)故障，應(yīng)確認(rèn)是硬件故障還是軟件故障。
（5）若是硬件故障，則找出相應(yīng)硬件部位，修復(fù)或更換硬件模塊。（6）若是軟件故障，還應(yīng)確定是系統(tǒng)軟件故障還是應(yīng)用軟件故障。
（7）若是系統(tǒng)軟件有故障，可重啟動(dòng)看是否能恢復(fù)正；蛑匦卵b載系統(tǒng)軟件，重新啟動(dòng)后若不能恢復(fù)則與系統(tǒng)管理人員或系統(tǒng)廠家聯(lián)系解決。
（8）若應(yīng)用軟件故障，可檢查用戶編寫的程序和組態(tài)的所有數(shù)據(jù)，找出故障原因。
（9）利用DCS系統(tǒng)的自診斷測試功能。DCS系統(tǒng)的各部份的設(shè)計(jì)有相應(yīng)的自診斷功能，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，一定要充分利用這一功能來分析和判斷故障的部位和原因。
在實(shí)際應(yīng)用中，對DCS系統(tǒng)故障要根據(jù)實(shí)際情況去分析和判斷。在實(shí)際使用過程中，現(xiàn)場常見的系統(tǒng)硬件故障一般包括如下幾方面：
（1）系統(tǒng)模塊和元件故障，可能產(chǎn)生的原因是元器件質(zhì)量不良、使用條件不當(dāng)、調(diào)整不當(dāng)、錯(cuò)誤的接線引入不正常電壓而形成的短路等。有時(shí)由于現(xiàn)場環(huán)境的因素，如溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)、沖擊、鼠害等原因也會(huì)造成系統(tǒng)硬件故障。
（2）線路故障：可能產(chǎn)生的原因是，電纜導(dǎo)線端子、插頭損壞或松動(dòng)造成接觸不良，或因接線錯(cuò)誤、調(diào)試中臨時(shí)接線、折線或跨接線不當(dāng)，或因外界腐蝕損壞等。
（3）電源故障：可以產(chǎn)生的原因是供電線路事故，線路負(fù)載不匹配可引起系統(tǒng)或局部的電源消失，或電壓波動(dòng)幅度超限，或某元件損壞，或誤操作等產(chǎn)生電源故障。
軟件故障包括：
（1）程序錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)、編程和操作都可能出現(xiàn)程序錯(cuò)誤，特別是聯(lián)鎖、順控軟件，不少問題是由于工藝過程對控制的要求未被滿足而引起的。
（2）組態(tài)錯(cuò)誤：設(shè)計(jì)和輸入組態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，這可以調(diào)出組態(tài)數(shù)據(jù)顯示進(jìn)行檢查和修改。
由于DCS系統(tǒng)的都帶有自診斷程序，系統(tǒng)能及時(shí)對掛在總線上或網(wǎng)絡(luò)上的各回路及功能模塊進(jìn)行周期診斷。通過診斷，如發(fā)現(xiàn)異，F(xiàn)象，其內(nèi)容就被編成代碼或相應(yīng)的故障提示，經(jīng)由總線的操作站傳遞信息，從而在CRT上顯示和報(bào)告故障發(fā)生的位置。通過CRT了解故障情況后，應(yīng)進(jìn)一步通過機(jī)柜里插卡或者模塊上的一系列發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)，查詢不正常狀態(tài)的故障內(nèi)容。插卡或模塊外部的故障則要逐步檢查分析。
常用的故障判斷方法有：
（1）直接判斷法：根據(jù)故障現(xiàn)象，范圍、特點(diǎn)以及故障發(fā)生的記錄直接分析判斷產(chǎn)生的原因和故障部位，查出故障。
（2）外部檢查法：對一些明顯的有外部特征的故障，通過外部檢查，判斷故障部位，如插頭松動(dòng)、斷線、碰線、短路、元件發(fā)熱燒壞、虛焊、脫焊等。有的故障，特別是暫時(shí)性故障，可以通過人為搖動(dòng)，敲擊來發(fā)現(xiàn)故障。
（3）替換對比法：對有懷疑的故障部件，用備件或同樣的插卡或模塊進(jìn)行替換，或相互比較，但要注意，替換前，要先分析排除一些危害性故障，如電源異常、負(fù)載短路等引起元件損壞的故障，若不先排除，則替換上的插件或模塊會(huì)繼續(xù)損壞。
（4）分段查找法：當(dāng)故障范圍及原因不明時(shí)，可對故障相關(guān)的部件、線路進(jìn)行分段，逐段分析檢查、測試和替換。
（5）隔離法：可以分段查找法相配合，將某些部位或線路暫時(shí)斷開，觀察故障現(xiàn)象變化情況，逐步縮小懷疑對象，最終查出故障部位，進(jìn)行處理或更換。對于組態(tài)錯(cuò)誤，只要確認(rèn)認(rèn)為存在組態(tài)錯(cuò)誤，只要核對組態(tài)表格及組態(tài)數(shù)據(jù)，對相應(yīng)的組態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改即可，一般不存在困難。另外，充分利用系統(tǒng)廠家提供的故障檢查流程圖和故障診斷表也是快速診斷和判斷處理故障的方法。通常在實(shí)際工作中，經(jīng)常遇到的DCS系統(tǒng)故障，還有死機(jī)、黑屏及通信故障，這些故障通常導(dǎo)致工藝參數(shù)不能顯示，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致工藝系統(tǒng)停車，如死機(jī)故障產(chǎn)生的原因是多方面的，有的是因?yàn)椴僮鞑划?dāng)所致，更多的原因是由于模塊或插件故障所引起的，如顯示器故障。主機(jī)故障，通信故障產(chǎn)生的原因多由通信線路、網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)接線器故障所引起。
上述是針對DCS系統(tǒng)采用的故障判斷和處理的一些方法，但是，現(xiàn)場故障是千變?nèi)f化的，在實(shí)際處理過程中，要結(jié)合實(shí)際情況加以分析和處理，同時(shí)借助專家故障診斷系統(tǒng)及DCS供應(yīng)商的技術(shù)支持，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和處理，已是一種快捷有效的故障判斷和處理方法。雖然專家診斷系統(tǒng)還不完善，還在不斷的發(fā)展中，但對我們進(jìn)行DCS系統(tǒng)的故障判斷和處理是有幫助的。在日常工作中，除了掌握相應(yīng)的故障判斷和處理方法外，更應(yīng)該加強(qiáng)系統(tǒng)的日常維護(hù)，防范系統(tǒng)故障的發(fā)生，同時(shí)采取相應(yīng)的管理措施來保證系統(tǒng)的安全可靠，如：加強(qiáng)DCS系統(tǒng)的環(huán)境和操作管理，加強(qiáng)防靜電措施和良好的屏蔽，控制室要加強(qiáng)防雷措施并應(yīng)該有安全可靠的接地系統(tǒng)等
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