基于I/A Series系統(tǒng)的DCS故障處理

王迪

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)甲醇分公司 寧夏銀川 750000

1 DCS控制系統(tǒng)概論

DCS是分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的英文簡寫，DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以覆蓋到全國乃至世界的各個領(lǐng)域和行業(yè)，特別是在化工生產(chǎn)裝置中，DCS的應(yīng)用尤為廣泛。現(xiàn)階段，科技的發(fā)展推動生產(chǎn)力水平的提高，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)水平的提高，同時(shí)人們的生活質(zhì)量也顯著提高，使之對于化工產(chǎn)品的需求也呈日漸上升的趨勢。因此，為滿足社會對于化工產(chǎn)品的需求，化工廠應(yīng)不斷優(yōu)化和升級設(shè)備的性能，提高生產(chǎn)裝置的容量和運(yùn)行參數(shù)，從而提升自己的生產(chǎn)能力，與此同時(shí)，作為化工生產(chǎn)單位更需重視生產(chǎn)裝置運(yùn)行的安全性和可靠性[1]。

2 基于I/A Series系統(tǒng)的DCS故障處理

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)甲醇分公司聚甲醛生產(chǎn)裝置的DCS系統(tǒng)采用Foxboro公司的I/A Series系統(tǒng)。該套系統(tǒng)軟硬件在日常運(yùn)行中較為穩(wěn)定可靠。但生產(chǎn)裝置投產(chǎn)至今，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長，部分設(shè)備已逐漸老化，使得DCS 系統(tǒng)的故障率逐漸攀升，一些以前從未出現(xiàn)過的故障在近期也慢慢浮現(xiàn)，需重點(diǎn)控制。

2.1 操作員站故障的處理

當(dāng)有個別操作員站出現(xiàn)黑屏或無數(shù)據(jù)顯示時(shí)，工藝人員可通過其余正常的操作員站繼續(xù)對生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，由儀表人員對故障機(jī)器進(jìn)行檢修；當(dāng)所有操作員站均不能正常監(jiān)控時(shí)，工藝人員可通過工程師站內(nèi)的工程師站對生產(chǎn)裝置進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)由儀表人員對故障進(jìn)行排查，盡快恢復(fù)操作員站的監(jiān)控。當(dāng)全部的操作員站及工程師站均出現(xiàn)黑屏或無數(shù)據(jù)顯示時(shí)，需及時(shí)通知工藝人員到生產(chǎn)現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行緊急操作，若短期內(nèi)處理不好，則需裝置停車。

2.2 通訊網(wǎng)絡(luò)故障的處理

I/A Series系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)故障主要由以下幾種情況：

2.2.1 操作員站或工程師站的光纖卡故障

對故障機(jī)器進(jìn)行關(guān)機(jī)、斷電、將機(jī)箱上的光纖、鍵盤、鼠標(biāo)、網(wǎng)線等移除、打開機(jī)箱更換光纖卡（注意：光纖接頭型號要一致）。恢復(fù)機(jī)箱上的所有附件，送電后開機(jī)，注意觀察操作員站或工程師站通訊是否已恢復(fù)正常。

2.2.2 交換機(jī)故障

當(dāng)交換機(jī)有個別的光口出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)將故障光口的光纖拔出，移至同交換機(jī)上已經(jīng)開放的備用光口，觀察通訊是否已經(jīng)恢復(fù)；當(dāng)交換機(jī)自身故障導(dǎo)致無法正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將故障交換機(jī)斷電，移除光纖并確保每根光纖的標(biāo)注與光纖口的位置一致，將組態(tài)信息正確（即命名、地址等組態(tài)信息均與故障交換機(jī)一致）的備用交換機(jī)安裝在原位置、送電、待交換機(jī)指示燈正常后，按標(biāo)注逐一將光纖恢復(fù)，注意觀察系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，網(wǎng)絡(luò)是否已恢復(fù)。

2.2.3 光纖分離組合器故障

一對控制器需要配備兩塊光纖分離組合器，起到對主、副控制器雙網(wǎng)信號進(jìn)行分離組合的作用。一旦發(fā)生故障，造成系統(tǒng)單網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)及時(shí)對故障的光纖分離組合器進(jìn)行更換，作業(yè)時(shí)需謹(jǐn)慎操作，切勿對正常運(yùn)行的光纖分離組合器造成影響，操作過程注意觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.4 控制器FCP270的光纖輸出口故障

一塊控制器FCP270有A、B兩組光纖輸出口，當(dāng)故障控制器為主控制器時(shí)，可手動切換，使副控制器切為主控制器，此時(shí)原故障控制器為副控制器。對故障控制器（副控制器）進(jìn)行熱插拔，觀察雙網(wǎng)通訊是否已恢復(fù)正常，若已正常，緊固控制器；如未正常則需重復(fù)插拔幾次，若仍未正常，需將故障控制器更換，注意觀察網(wǎng)絡(luò)是否已恢復(fù)正常。

2.2.5 光纖中斷

光纖中斷造成的網(wǎng)絡(luò)故障在系統(tǒng)的運(yùn)行中偶有發(fā)生，處理時(shí)應(yīng)對故障線路的光纖進(jìn)行分段測試，準(zhǔn)確的排查出故障的具體位置，對故障段的光纖進(jìn)行更換。

2.3 卡件故障

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)甲醇分公司目前使用的Foxboro卡件為具有I/O接口功能的FBM卡件。當(dāng)卡件出現(xiàn)故障時(shí)，通過系統(tǒng)報(bào)警可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)報(bào)警的狀態(tài)指示“System” 紅閃，表示系統(tǒng)有報(bào)警未確認(rèn)，進(jìn)入“System”（報(bào)警系統(tǒng)）確認(rèn)后，狀態(tài)指示由紅閃變?yōu)榧t燈常亮，沿網(wǎng)絡(luò)往下查找，找到帶有紅色標(biāo)識的故障卡件，在相應(yīng)機(jī)柜內(nèi)的對應(yīng)卡件上有報(bào)警指示，此時(shí)故障卡件的位置和型號已被完全鎖定。對于非冗余卡件的故障，由于卡件故障可能造成該卡件上的數(shù)據(jù)無法正常監(jiān)控，儀表人員根據(jù)鎖定的故障卡件，列出該卡件上各個通道的位號。對于監(jiān)視點(diǎn)，應(yīng)通知工藝人員將故障卡件上所有測點(diǎn)所帶的控制回路切換到手動狀態(tài)，帶有聯(lián)鎖的測點(diǎn)將聯(lián)鎖解除；對于控制點(diǎn)，應(yīng)通知工藝人員及時(shí)到現(xiàn)場進(jìn)行就地操作及旁路切換。準(zhǔn)備工作就緒后，對故障卡件進(jìn)行熱插拔，可反復(fù)插拔數(shù)次，有些卡件經(jīng)插拔后可以恢復(fù)正常；如若故障仍未消失，應(yīng)將故障卡件更換并緊固，觀察確認(rèn)數(shù)據(jù)可以正常監(jiān)控后，通知工藝人員恢復(fù)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

對于冗余卡件的故障，通常為冗余卡件中的一塊發(fā)生故障，一般不會對數(shù)據(jù)監(jiān)控造成影響，但是工藝人員仍需要對卡件上各個通道的儀表進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。準(zhǔn)備工作就緒后，對故障卡件進(jìn)行熱插拔，可反復(fù)插拔數(shù)次，有些卡件經(jīng)插拔后可以恢復(fù)正常；如若故障仍未消失，應(yīng)將故障卡件更換并緊固。操作過程切勿對正常運(yùn)行的卡件造成影響，全程派專人觀察、確認(rèn)工藝數(shù)據(jù)正常監(jiān)控。

3 結(jié)語

針對不同的故障現(xiàn)象，在處理的過程中應(yīng)采用不同的方法。特別是涉及到重要裝置的自動和保護(hù)變量的時(shí)候，要嚴(yán)格進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識和分析，防止因誤操作導(dǎo)致重要設(shè)備的誤動作，甚至裝置的非計(jì)劃停車。所以，為生產(chǎn)裝置更平穩(wěn)的運(yùn)行，我們需深入了解DCS控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各種故障類型，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，能快速做出正確的判斷，并采取應(yīng)急處理方案，防止造成更加嚴(yán)重的損失。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)故障研究非常有必要。