分段SCADA系統故障診斷方法研究

齊慧

摘要：指出了SCADA數據采集系統在原油站庫中可分為四個階段，即：控制電纜、上位機、下位機、遠傳儀表，這四個階段其中有一段出現故障，則整個系統便停止運轉。提出了將SCADA系統分為四部檢測故障的方法能極大地縮短人工檢測時間，抓住局部要害，更加高效、科學、全面的診斷出SCADA系統故障點，及時解決問題。

關鍵詞：分段；SCADA系統；故障診斷；檢測；方法

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）06-0197-02

1 引言

SCADA系統故障診斷主要依賴工人在平時工作中的經驗，并沒有形成一個系統的知識結構體系。實際工作中，根據經驗對系統故障點進行判斷，通過排查故障的方式查找，切入點的準確性較差，需要耗費更多的時間和人力物力，找出的故障點的精確性較差。根據這些問題，本文從分段SCADA系統故障診斷入手，對提高SCADA系統的準確性做出一些研究，以期縮短SCADA系統診斷時間，增加檢測的精確性。

2 分段式SCADA系統故障診斷的方法

2.1 遠傳儀表故障

遠傳儀表主要是采集數據、管道壓力、溫度等，將現場的數據遠傳到SCADA系統上。當儀表出現故障時，首先拆除控制儀表的電線，從控制電纜帶有信號發生器發出4～20mA的信號，該信號是線性正比的參數，并通過PC軟件終端客戶的現場觀察顯示的對比度發行如果你可以確定側比較儀器故障值，遠程儀器進行拆除后，用專業的檢測設備進行檢測。再確定修理或更換，根據實際測試結果。相反，它前進到下一個步驟的控制電纜，故障診斷下位機，上位機。

遠傳電纜傳感器故障排除后，對控制電纜進行測試。主要通過兩個方面進行測試：首先檢測電纜纖芯有沒有短路。以每兩根線芯為一組，使用萬用表電流檔進行測量通斷，使得線芯在PLC機柜中處于根根分離的狀態。顯示電纜接通消息以后，表明這一截電纜短路，仔細觀察這一段電纜的編號，如果電纜還是短路狀態，則應該實行斷線檢測。其次檢測電纜芯的狀態，檢測其是否短路。通過查看電纜芯編號，將PLC柜的電纜線為一組的兩個組合的連接到每個端部，用萬用表對各組接線通斷進行測試。如果萬用表顯示接通，則電纜正常運行，如果萬用表顯示斷開，則表明該段電纜沒有沒有接通。得出檢測結果以后，再根據檢測結果針對性的對電纜進行維修。

2.2 下位機故障

下位機PLC故障主要是指在機柜內各種部件和接線故障。柜內的PLC布線比較復雜，在出現故障的檢測可與上位機故障排除相結合。測量信號從機柜內部電纜芯終端發出，通過筆記本與以太網交換機進行聯系，打開備用的工業控制軟件系統，數據顯示出來，對數據進行比較。PLC機柜中的部分在工作中可存在一定的誤差，但是此種誤差需要在一定范圍，誤差超過了規定范圍，則對電纜進行再次分段，對機柜終端、內部接線和模塊等重新進行檢測。

2.2.1 RTD故障

RTD模擬信號由PLC柜終端塊送出，對參數數值進行檢測，比較其數值是否正常，當出現異常情況，則對從PLC機柜內浪涌保護器所發出的信號進行比較，再次對顯示參數進行比較。若還未出現正常的情況，檢測RTD模塊的終端傳輸的模擬信號，檢查出參數是否在允許范圍內，如果仍不正常，則對PLC模塊進行更換，再次進行比較觀察。如果遠程信號通道顯示燈通道顯示燈無異常并且信號已經傳送，上位機溫度比實際值高時，查看是否生產現場和PLC機架內比較的連接點有無銹蝕松動的現象。

2.2.2 AI故障

用萬用表對PLC柜內進行測量，檢測其是否有大于4mA的電流。對當電流值觀進行察，壓力值統上位機顯示值進行對比。如果兩值不匹配，則首先檢查是否有24V電壓在電路中通電嗎，如果尚未通電，則查看保險絲是否熔斷。如果回路電源經過檢查以后沒有異常，則從現場使用的信號發生器發送電流信號，再檢測對比參數是否正常。若發現仍不正常，則從PLC機架內的電流模擬信號電涌保護器發送，對比參數檢測有無異常。若不正常，從PLC機架模塊端子內傳輸電流標準信號，檢測參數值，若仍不正常，則需更換PLC模塊，再對對比參數進行觀察。

2.3 工作站故障排除

PLC機柜出現問題，以太網交換機和工作站用備用PLC機柜出現故障后，以太網交換機和工作站用備用網線進行連接，繼續將上位機工控軟件與信號發生器所發生的信號進行對比，如果誤差在正常值，則表明工作狀態正常。問題出現在連接上位機與交換機的網線上。相反，排查工控軟件及上位機。經過參數對比反復實驗發現工控軟件比工作站出現問題的幾率高出許多，對報警參數的設置與工控軟件的邏輯關系應該進行重點監測，并及時對修改完成的軟件進行備份。

3 結語

使用科學的方式對分段式SCADA系統診斷故障進行研究，可以在實踐中檢驗出任何關于SCADA系統關于遠傳儀表故障的所有問題。SCADA系統運行中每個環節可能出現的問題在文章中都有所講述，分段對故障區間進行檢測，并在規定范圍內檢測，逐個排除故障，對控制故障檢測區間進行合理有效的控制，制定出標準，避免人工檢測出現盲目性等問題。

通過科學的上述方法的SCADA系統故障診斷分段，在實踐中可以檢測到出現遠程抄表任何故障問題。由于上面的方法SCADA系統的整體運作的每一個環節都考慮到，該斷裂帶切割段和劃定的檢測范圍，并最終逐步消除，合理，有效的控制區間的故障檢測，減少了盲動性的人工檢查，隨機性。如果油站工作人員庫檢測，在同一時間內的各個環節的故障檢測工作，也大大提高了故障處理過程的效率。