一起通訊電纜虛接造成設備故障的原因分析處理

摘 要:電廠鍋爐補給水系統能否正常運行直接關系到全廠機組的啟停，但由于鍋爐補給水控制系統為公用系統，設備的停運維護機會較少，對控制系統的安全可靠運行構成了嚴重威脅。本文通過對一起通訊電纜虛接造成設備故障的原因分析處理，對控制系統的隱形故障進行了徹底排除，避免了機組的非停，同時也對公用系統的日常工作維護提出了建議和方法，對公用系統的檢修維護具有一定的指導意義。

關鍵詞:鍋爐補給水 電纜 虛接 原因分析

中圖分類號:TV73文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0047-02

2010年7月15日15:00某廠在更換水處理控制系統電源接觸器后，系統監視畫面有部分閥門狀態異常，系統無法正常制水，嚴重影響機組的穩定運行，生產部門領導高度重視，經檢修人員認真分析，于當日下午17:00排除了故障，系統恢復運行。

1基本情況

該廠水處理共設5套制水設備，該廠鍋爐補給水處理系統主要包括生水預處理系統、化學一級除鹽系統、化學二級除鹽系統、一級和二級除鹽再生單元系統和中和池廢液排放系統，實現生水預處理、鍋爐補給水的一級除鹽、二級除鹽及二級除鹽中失效樹脂的再生、一級除鹽系統樹脂的清洗和中和池廢液排放操作。鍋爐補給水控制系統PLC采用目前國內市場上主流、先進、運行可靠的MODICON QUANTUM設備，包括CPU模件、16槽機架、電源模塊和I/O模件，PLC使用CONCEPT 2.6作為編程軟件，實現程序的編譯和下裝等操作，上位機通過iFIX3.5軟件實現設備的操作和監控。iFIX是GE Fanuc自動化軟件產品家族中的一個基于Windows的HMI/SCADA組件。其中Proficy Historian是一個為采集、存儲以及有效地重新獲取基于時間的數據而設計的高性能的數據存檔系統。Proficy Real-Time Information Portal是GE Fanuc的基于Web的iHistorian的歷史數據分析工具和瀏覽應用程序。Proficy Portal提供了個性化的Web環境來分析數據、作出趨勢圖以及報表，讓用戶跳出工廠生產數據，用商業的眼光考慮問題。Proficy Batch Execution是一個高性能的自動化應用程序，它能建立工廠模型、管理處方、執行批次、建立電子批次記錄以及基于任一批次過程生成報表。而有了Proficy Batch Execution，就擁有了縮短生產周期、增強機動性、執行需求調整和追蹤批次產品的必備工具。制造工廠中經常需要追蹤和報告設備使用和停機狀況，將這些作為重要的生產狀況指標。Proficy Plant Applications準確報告設備使用效率，增強分析、理解和追蹤停機時間的能力。Proficy View-Machine Edition OPC Server可以提供直接到iFIX的數據。可以在iFIX畫面中顯示該數據， 正如使用其它OPC數據一樣。

整個CONCEPT程序被分成與邏輯結構相對應的若干區段。Concept配置工具允許對象(例如功能塊、步以及轉移)被輕易地以圖形形式選定、放置或移動。在對象放置過程中，可行性測試已經在SFC(順序功能圖/順序語言)編輯器中發生，因為對象之間的大部分連接都是在放置的過程中自動生成的。其中，一期設4套制水設備，二期設1套制水設備，用同軸電纜接入各自的遠程I/O總站，轉為以太網通訊模式后，通過交換機接入上位機。控制系統的網絡拓撲圖如圖1所示。

2010年07月15日，我們對存在異音的水處理控制系統電源接觸器進行了更換，但更換后，水處理控制系統監視畫面1-3列床(一期制水設備)所有閥門顯示為閃爍狀態，同時，遠程I/O總站模件140CRP93100顯示ERRORA報警，我們對主從通訊模件進行了切換，仍存在相同的報警。PLC資料的錯誤信息報表顯示該報警為遠程I/O通訊模件故障造成，于是我們把檢查的重點放在遠程I/O子站模件上，但查通訊模件未發現錯誤報警。

2 故障分析處理

值班人員對閥門操作時，發現閥門開關動作正常，僅是上位機畫面上門的狀態不正確，考慮到設備供水的需要，經過再三確認，我們先對IFIX畫面進行了簡單修改，將門的故障信息暫時消除，先恢復了系統的供水。

由于故障的信號全為門的反饋信號，于是我們決定分兩路排查，一路重點查看數字量輸入模件(DI)及相關設備；另一路檢查上位機軟件。

為了系統的安全穩定運行，我們決定對系統存在的本質原因進行查找。先對數字量輸入模件的每個通道進行了電壓測量，未發現明顯異常，后又讓操作人員對閥門重新進行操作，對相關通道的電壓進行了測量，發現電壓顯示正常，排除了電源故障或就地設備故障的可能性。因數字量輸入DI模件全在該站上，通過對通道電壓的測量和主從通訊模件的切換，我們基本把故障點鎖定在通訊電纜和遠程I/O子站上。

同時，另一隊同事將上位機IFIX軟件打到編輯狀態后發現所有閥門顯示為閃爍狀態的原因是當程序處于正常運行狀態時，IFIX軟件通過公式“FIX32.FIX.BS_閥門編號_開命令+4*FIX32.FIX.BS_閥門編號_關反饋+8*FIX32.FIX.BS_閥門編號_開反饋”的值的大小產生相應的顏色，并用此顏色來判斷閥門的狀態，以提醒操作人員。經查畫面閃爍是命令開或命令關，這說明iFIX軟件無法采集到閥門的開關反饋，所以閥門只有開、關命令兩種狀態。記錄下閥門的地址編號后，打開PLC編譯軟件CONCEPT2.6，通過地址編號找到有問題的閥門是位于PLC柜內第二排的DI模件，發現此模件同排的遠程I/O子站CRA931面板上的COMACT燈未亮(這個指示燈表明通訊狀態)，既然模件沒有報錯誤，只是沒有通訊，應該是通訊線路出了問題。經對現場相關設備檢查，確認為同軸電纜頭松動，重新緊固后終于看到COMACT燈亮，遠程I/O總站模件上ERROR A報警消失，畫面正常，故障得到了處理，同時我們對所有接口進行了檢查，于當日的17:00系統恢復了正常運行。

3結語

通過對鍋爐補給水系統通訊電纜虛接造成系統無法補水一事件的處理，我們可以得到以下教訓。

(1)由于公用設備長周期運行，系統設備及接線可能存在松動、老化等現象，應盡可能利用公用系統停運機會，對公用系統設備進行檢查更換，避免公用系統停運造成的嚴重后果。(2)應加大技術培訓的力度，尤其是那些平時不易出現問題的設備，更應該加大對軟硬件的培訓學習的力度，避免由于技術上的“眼高手低”造成系統的長時間停運。(3)由于技術的不斷飛速發展，對那些使用時間較長、不可靠的設備、較貴的設備，不妨直接進行技術改造，不僅降低了設備的維護成本，還大大提高了設備的可靠性。

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