SIS 故障分析以及應(yīng)對(duì)策略探討

羅俊英

（大慶石化公司煉油廠儀表車間，黑龍江 大慶 163711）

當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，石油化工企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)裝置也日益大型化，各個(gè)裝置的實(shí)際設(shè)計(jì)操作與安全臨界點(diǎn)，增加風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生率，應(yīng)用安全儀表，可有效對(duì)故障問題進(jìn)行預(yù)防和解決，為更好的提升安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用效果，就必須合理分析其故障，并采取對(duì)應(yīng)應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行管理。

1 安全儀表系統(tǒng)

1.1 安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用原理

安全儀表系統(tǒng)具有極高的容錯(cuò)能力，依靠過程控制系統(tǒng)和可編程控制系統(tǒng)。安全儀表系統(tǒng)的最主要特征就是容錯(cuò)功能，其可對(duì)穩(wěn)定和瞬時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤狀態(tài)進(jìn)行有效探查，可及時(shí)采用在線措施對(duì)故障問題進(jìn)行處理。容錯(cuò)能力的應(yīng)用，可促進(jìn)控制器可控制性能和安全能力的提升，以此對(duì)過程進(jìn)行有效控制。

安全儀表系統(tǒng)可以依靠三重模件冗余結(jié)構(gòu)，進(jìn)行容錯(cuò)能力的供給，這一系統(tǒng)應(yīng)用中，主要由3 個(gè)系統(tǒng)通道組成，這3 個(gè)系統(tǒng)通道的安全性相同，系統(tǒng)通道電源模件除外，其主要由于該模件為雙重冗余模件，不同系統(tǒng)通道應(yīng)用過程中，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立對(duì)控制程序進(jìn)行執(zhí)行的功能，且該通道還能夠與其他通道配合應(yīng)用，共同工作。硬件表的決機(jī)制會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字是輸入和輸出進(jìn)行診斷和表決，模擬輸入會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)值的選取，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.2 安全儀表系統(tǒng)組成

基本的安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用中，主要包括編程工作站、現(xiàn)場(chǎng)端子板、模件、容納各個(gè)模件的機(jī)架等部分組成。現(xiàn)場(chǎng)端子板屬于電氣電路板的一種，其與現(xiàn)場(chǎng)布線方式連接簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)端子板應(yīng)用過程中，只需要從現(xiàn)場(chǎng)將信號(hào)向模件之中傳輸，或者將輸出模件所產(chǎn)生的信號(hào)向現(xiàn)場(chǎng)布線進(jìn)行傳遞即可，這一配置的應(yīng)用，可進(jìn)行I/O 模件的更換，也可進(jìn)行I/O 模件的替換，無需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接線情況進(jìn)行變動(dòng)。安全儀表系統(tǒng)模件屬于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)可隨意更換的元件設(shè)備，其主要由一個(gè)金屬骨架之內(nèi)安裝的電子組件所組成，各個(gè)模件均存在保護(hù)罐，其外部并未暴露任何電路或者部分，從機(jī)架位置取下模件后也并不會(huì)暴露。安全儀表系統(tǒng)主機(jī)架，其主要包括三種型式的機(jī)架組成，包括遠(yuǎn)程機(jī)架、擴(kuò)展機(jī)架和主機(jī)架。擴(kuò)展機(jī)架和主機(jī)架的標(biāo)準(zhǔn)纜總長(zhǎng)度大都在30m 以上，在機(jī)架內(nèi)部，各個(gè)I/O 模件均依靠三重雙向通信口進(jìn)行通信，其規(guī)格為RS-485，其距離遠(yuǎn)程機(jī)架的最遠(yuǎn)距離在12km 以上，擴(kuò)展機(jī)架應(yīng)用過程中，可依靠三重RS-485 雙向通信口進(jìn)行連接，以此保持主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架聯(lián)通的通暢性。

1.3 安全儀表系統(tǒng)常見故障

（1）安全儀表系統(tǒng)卡件系統(tǒng)故障報(bào)警。當(dāng)前，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜之間的檢查工作就是分析對(duì)卡件報(bào)警時(shí)間進(jìn)行明確，對(duì)硬件進(jìn)行檢查，分析其是否出現(xiàn)過程報(bào)警現(xiàn)象，若是過程報(bào)警故障，及時(shí)對(duì)過程報(bào)警問題進(jìn)行消除，若是硬件故障報(bào)警問題，必須將其進(jìn)行硬件設(shè)備的更換。

（2）安全儀表系統(tǒng)機(jī)架通信光纜故障。必須分析主機(jī)遠(yuǎn)程通信卡件RMX 的狀態(tài)正常情況，若是不正常情況下，必須重新進(jìn)行尾纖的安裝，也可采用備用的進(jìn)行更換。

（3）安全儀表系統(tǒng)冗余電源的一路電源。對(duì)供電電源是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行解決，對(duì)故障卡電源進(jìn)行檢查，若是系統(tǒng)中存在24V 電源，且電源數(shù)量為2 個(gè)，則各個(gè)電源需要各放置一個(gè)繼電器，若是電源能夠正常應(yīng)用，則繼電器的燈光能夠正常應(yīng)用，觸點(diǎn)可正常閉合。若是存在任意一個(gè)電源故障問題，則觸點(diǎn)會(huì)斷開，系統(tǒng)報(bào)警回路也會(huì)隨之?dāng)嚅_，則系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警現(xiàn)象。

（4）安全儀表系統(tǒng)溫度故障報(bào)警。對(duì)環(huán)境溫度數(shù)值進(jìn)行檢查，對(duì)風(fēng)扇的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，若是風(fēng)扇不運(yùn)轉(zhuǎn)，必須及時(shí)更換新的風(fēng)扇。

2 安全儀表系統(tǒng)故障分析

當(dāng)前，安全儀表系統(tǒng)被應(yīng)用于多個(gè)裝置之中，在應(yīng)用安全儀表系統(tǒng)中，問題會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)安全，所以必須合理分析各種故障現(xiàn)象。

2.1 安全儀表系統(tǒng)報(bào)警

分部須安全儀表系統(tǒng)報(bào)警的故障原因，依靠SOE 的記錄檢查結(jié)果，未出現(xiàn)報(bào)警狀況，對(duì)安全儀表系統(tǒng)的C1S6 AO 卡報(bào)警系統(tǒng)狀況進(jìn)行檢查過程中采用診斷軟件——Enhanced Diagnostic Mointor V2.3.125 進(jìn)行，其由康吉森生產(chǎn)。在診斷分析時(shí)，這一報(bào)警主要由系統(tǒng)煩惱報(bào)警問題引發(fā)，若是TRICON 系統(tǒng)的硬件版本為10.0-10.2 情況下或者9.6-9.10情況下，采用3008MP 的安全儀表系統(tǒng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警事故的出現(xiàn)，檢查過程中，可發(fā)現(xiàn)9.10 為這一裝置的TRICON 系統(tǒng)的硬件版本。TRICON 系統(tǒng)的Trilog 文件可以對(duì)具體卡件的虛假信息和卡件煩惱問題進(jìn)行探尋，增強(qiáng)型的監(jiān)視軟件EnDM 也可對(duì)這一故障進(jìn)行探尋，探尋后，可能產(chǎn)生機(jī)架報(bào)警，這一報(bào)警并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

2.2 安全儀表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中斷故障

裝置在應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)中斷對(duì)話框問題時(shí)有發(fā)生，分析該故障的發(fā)生原因，大都是由于病毒對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生感染作用引發(fā)，必須重新進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安裝，其具體應(yīng)用中，實(shí)施步驟為：第一，進(jìn)行裝置系統(tǒng)工程師站的Intouch 軟授權(quán)數(shù)據(jù)、IP 地址信息、歷史趨勢(shì)文件內(nèi)容、SOE 記錄及用戶程序數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行備份，備份完成后進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝，操作人員必須進(jìn)行相關(guān)設(shè)置的配置。第二，必須對(duì)對(duì)應(yīng)裝置操作員站的畫面進(jìn)行退出干預(yù)，對(duì)IP 地址信息、歷史趨勢(shì)文件、用戶程度文件及Intouch 軟授權(quán)數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行備份后，將其向安裝完成的工程師站中倒入。第三，對(duì)工程師站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及操作員站系統(tǒng)機(jī)械能關(guān)閉，并將Intouch 軟授權(quán)數(shù)據(jù)在工程師站之中安裝，對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行開啟，并投入應(yīng)用后采用。第四，操作員正常應(yīng)用以后，必須重新裝機(jī)各個(gè)操作員站，對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行安裝完成后，必須倒入系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)，對(duì)工程師站的配置進(jìn)行安裝和完善，并將Intouch 軟授權(quán)插入其中，以恢復(fù)工程師站的正常結(jié)構(gòu)。

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障診斷過程中，檢驗(yàn)方式如下：首先，退出系統(tǒng)，對(duì)DDE 的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，分析狀態(tài)是否正常，若是處于關(guān)閉狀態(tài)或者不正常情況下，對(duì)DDE 進(jìn)行重新啟動(dòng)處理，其啟動(dòng)方式如下：對(duì)桌面上的圖標(biāo)DDE Server 4.1 快捷圖標(biāo)進(jìn)行單機(jī)處理，也可在Windows 界面內(nèi)部，點(diǎn)擊開始菜單，運(yùn)行所有程序，找到Teiconex，并點(diǎn)擊DDE Server 4.1，以此對(duì)DDE 程序進(jìn)行運(yùn)行。若是網(wǎng)絡(luò)不通，需要采用ping192.168.1.8 測(cè)試存在失敗，應(yīng)用ping 192.168.2.8 也出現(xiàn)失敗情況，必須對(duì)機(jī)柜之間的光電轉(zhuǎn)換器工作正常情況進(jìn)行分析，檢查部分需要涵蓋管控中心機(jī)柜之間和外操作室是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，若是光電轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)不正常，必須重新啟動(dòng)光電轉(zhuǎn)換器，分析其是否能夠正常工作，若是無法正常工作，必須進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換器的更換。

2.3 安全儀表系統(tǒng)機(jī)架通信報(bào)警

若是由于安全儀表系統(tǒng)機(jī)架通信卡件4211（C）誘發(fā)的通信故障，則可分析這一機(jī)架位置上所有卡件是否產(chǎn)生FAULT 報(bào)警現(xiàn)象，若是這一機(jī)架為FAULT 報(bào)警，且此情況下與之相連的2#機(jī)架也產(chǎn)生報(bào)警，則1#主機(jī)架也會(huì)隨之發(fā)生報(bào)警，安全儀表系統(tǒng)畫面會(huì)生成主機(jī)架系統(tǒng)和遠(yuǎn)程機(jī)架的報(bào)警信息，由于安全儀表系統(tǒng)通信所應(yīng)用的模式為三重冗余，一旦故障，通信卡件A 和B 的工作狀態(tài)處于正常水平，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)操作產(chǎn)生影響。初步檢查時(shí)若是存在通信系統(tǒng)連接未存在故障問題，可依靠診斷軟件分析截圖方式開展，經(jīng)對(duì)其進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象可表現(xiàn)為機(jī)架位置上I/O 卡及通信卡的LEG C 之中存在通信故障丟失現(xiàn)象，這一現(xiàn)象可對(duì)軟件進(jìn)行診斷，對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行鑒別。

分析中若是人為通信故障——RXM-C 誘發(fā)了LEG C 通信堵塞問題，機(jī)架報(bào)警產(chǎn)生的原因可為通信丟失，并不排除通信卡件硬件故障問題。為對(duì)這一問題進(jìn)行解決，必須對(duì)遠(yuǎn)程機(jī)架通信卡件的光纖連接問題進(jìn)行斷開，并拔出卡件，采用軟件清除故障方式報(bào)警，對(duì)故障問題進(jìn)行解決后，再將卡件插回，分析通信狀態(tài)是否被恢復(fù)。若是故障無法消除，必須進(jìn)行遠(yuǎn)程機(jī)架通信卡件的更換，其更換型號(hào)必須為RXM-C，對(duì)故障報(bào)警的卡件進(jìn)行軟清除處理，以恢復(fù)卡件的正常通信功能。

2.4 安全儀表系統(tǒng)卡件故障報(bào)警

安全儀表系統(tǒng)在產(chǎn)生LEG C 報(bào)警的情況下，出現(xiàn)C3S1全部報(bào)警情況，且此情況下兩卡在C3S2 部分護(hù)患情況下均不發(fā)生報(bào)警情況，可以分析為其報(bào)警與3721 自身存在相關(guān)性，可由于ELCO 電纜問題產(chǎn)生，也可由于機(jī)架S1 槽問題誘發(fā)，其評(píng)比性能欠缺，應(yīng)用中會(huì)受到噪聲問題的干擾，經(jīng)過測(cè)試，發(fā)現(xiàn)ELCO 電纜屏蔽層發(fā)生破壞，只需要進(jìn)行電纜屏蔽層的更換，即可減少該故障的發(fā)生率。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文從安全儀表系統(tǒng)的組成及應(yīng)用原理出發(fā)，分析了安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用中存在的故障問題，并針對(duì)具體故障，采取了針對(duì)性的解決措施，以此確保了安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用的正常化和穩(wěn)定化。