TPS系統常見故障分析及解決措施

李憲文

（中國石油哈爾濱石化公司機動設備處 黑龍江 哈爾濱 150000）

DCS（Distributed Control System）集散控制系統，是上世紀70年代國外推出的自動化控制系統，通常稱為DCS，其控制系統的功能是由不同的設備來完成的，當某個設備出現故障時，對整個系統影響降到最低。TPS系統，是美國Honeywell公司的一個先進的DCS產品，是將整個工廠商業信息系統與生產過程控制系統統一在一個平臺上的DCS自動化控制系統。可與管理計算機連接，進行遠程高級控制和管理。目前，我公司在用的DCS系統全部為HONEYWELL公司的TPS系統。

1 TPS系統節點及功能介紹

HPM：高性能過程處理器，用于掃描和控制TPS系統過程數據。

NIM：網絡接口模件，提供LCN訪問UCN的接口，轉換LCN和UCN的通訊技術和協議。

HM：歷史模件，文件服務器，支持LCN網絡的系統活動、歷史數據存儲。系統事件用于系統性能的觀測、調整和故障排除;過程歷史數據用于生產過程監控。

GUS：全局用戶操作站，TPS系統的人機界面，繼承US的全部功能，基于Windows NT4.0平臺（為NTFS分區）的Native Windows窗口使用。

控制網絡包括局域控制網絡LCN和萬能控制網絡UCN，LCN網實現集中管理，UCN網實現過程功能，與HPM、LM、SM、PLC等相連，實現各種控制功能。

2 系統常見故障的分析研究

常見故障有四大類：

2.1 通訊故障

LCN纜通訊故障；UCN纜通訊故障；I/0 LINK電纜通訊故障；GUS站與系統間的通訊故障。

產生故障的原因：設備損壞；電纜各種接頭松動或脫開（常見故障）；外來電磁信號的干擾（LCN接地不好，經常出現故障）。

處理問題的措施：更換設備；重新將電纜進行連接，并用專用工具進行緊固；做好接地，滿足系統的要求。

2.2 硬件故障

HPMM卡件或I/O卡件整個損壞（狀態燈不亮）；1/O卡件部分損壞，如壞某個通道（狀態燈閃爍）；操作站的硬盤，顯卡，網卡等的損壞；其它設備的損壞。

產生故障的原因：由于本身元器件的故障；外部條件的影響：A.高電壓或高電流的沖擊；B.環境灰塵太大；C.環境溫度過高導致卡件燒壞；D.環境濕度過高導致卡件短路或腐蝕。

處理問題的措施：對損壞的硬件進行更換；改善系統的工作環境，滿足系統的要求。

2.3 軟件故障

GUS操作站無法調出流程圖或無法打開Native Window窗口；HM硬盤數據不冗余，HMO報警，冗余硬盤數據庫不同步等；NIM不能冗余自動切換；HPMM掛起；I/O卡件 BOX SOFT FAILURE（整個卡件）。

處理問題的措施：對于GUS站，可以LOG OFF后重新登陸。如果不行則必須用“TPS System Software”的系統光盤恢復；對于其它設備的軟件故障，如果通過采取措施可以消除的則該設備可以繼續使用，否則必須進行硬件更換。

2.4 電源系統故障

電源箱損壞；電源箱性能變差，工作不穩定；保險燒或空開跳；電源線路故障。

處理問題的措施：對損壞的硬件進行更換；改善系統的工作環境，滿足系統的要求；定期對電源箱的工作狀態進行巡檢。

3 網絡及節點狀態分析

3.1 GUS站維護

GUS站是TPS系統的唯一人機接口，一般為多臺GUS站互為冗余。

LEDS紅色閃爍時說明LCNP4板自檢未通過，可能是LCNP4板有問題或通訊電纜接觸不良。GUS通訊中斷的現象：通過LCNP4狀態監視，此外在流程圖中的數據不變或顯示“？”。處理方法：重新登錄NT，按CTR+ALT+DEL鍵，登錄到GUS用戶后，隔1分鐘，看數據有無變化，LCNP4燈是否為常綠，如仍不能通訊，請重新啟機（GUS主機），若仍不成功，查看GUS與MAU通訊線接觸是否良好。

3.2 HM維護

HM在整個TPS系統中占有絕對重要位置，是網絡數據庫存貯核心設備。而在配置上還是不冗余的，僅是硬盤作成冗余。當一個硬盤壞，更換時做一次同步即可。

HM啟動有兩種方式：自動啟動和手動啟動。操作員級日常維護用自動啟動即可，即HM上電后自啟，不需人為干預，成功后查看狀態燈指示正常即可。

3.3 NIM維護

NIM是LCN與UCN接口模件，是兩網通訊的唯一通路，采用雙冗余配置，當兩個NIM同時出現問題時，將使GUS站失去監控。HM與HPM通訊中斷，影響生產。應注意內部時鐘和外部時鐘的選擇。

3.4 HPM維護

HPM是TPS系統控制部分，直接控制現場設備，通過IOP及FTA與現場表相連，實現各種控制方案。在正常狀態下，HPM柜前面所有狀態燈應為綠色（或橙色）常亮，否則有報警存在，其中IOP狀態燈為橙色時表示冗余配置時處于主處理器。

3.5 LCN網維護

LCN網屬令牌總線網，連接電纜為IOBATE-2同軸細纜，終端電阻75歐姆，通過MAU盒與GUS主機相連。LCN網冗余兩根電纜正常時每分鐘切換一次，可在系統狀態畫面中監測。

1）一根LCNA纜故障

當一根LCNA纜故障時，不影響另一根LCNB工作，在系統狀態畫面中表現為CABLE A SUSPECT變黃閃爍，同時在SYS STATS狀態報警燈亮，此時如果LCNA能工作，表示故障輕微，仍可繼續工作。

處理方法：逐個檢查LCNA的各個接頭，其中注意MAU，LCNP4本身的故障可能性，同時要檢查MAU盒接地是否良好等，一般可恢復正常.但處理時一定要保證LCNB工作正常。

2）二根LCNAB同時故障

此時CABLE AB FAIL，將會出現部分GUS有信息，部分GUS無信息現象。在Native Window中出現“NETWORK VIEW”報警，說明有多個令牌環存在，此時選中一個GUS按LCN OVERVIEW進人診斷畫面，可查出LCN節點故障點所在，然后對應連接好，通訊故障便可解決，但需注意必須要進行LCN重新連接即LCN RECONNECT，將多個令牌環合成一個令牌環，以保證通訊正常，當某個節點SHUTDOWN重啟后，將會自動加人整個令牌環。

3.6 UCN網維護

當出現UCN報警后，儀表人員應迅速判斷是哪個UCN報警，并查看通訊噪音值為多少，正常時應為0。如某個節點處噪音值較高，說明故障點的可能性最大，此時可按RESET STATS進行復位，使噪音值清零，還可進行AB纜測試。同時對UCN纜，TAP，MODEM等進行檢查，注意TAP隔離端和非隔離端的連接是否正確及接地是否良好，必要時采取防靜電防干擾措施。具體處理措施可參見LCN網進行。

4 結論

TPS系統的維護工作，需要維護人員要有嚴謹的工作作風和縝密的科學頭腦去分析和處理各種問題。需在實踐中不斷總結和提高，涉及到的一些疑難問題要多和Honeywell技術專家聯系，重視日常巡檢發現的各種問題，確保TPS系統長周期平穩運行。