DCS 硬件故障分析與處理

余麗娟

（新疆石河子職業技術學院，新疆 石河子 832000）

為提高生產效率和企業整體效益，近些年，我國各地企業，尤其是電廠、 化工廠都開始采用DCS 集散控制系統對工業生產過程進行實時監控。 由于生產裝置的特點是連續化大生產，對自動化控制水平的要求較高，因而對DCS 硬件的完好率要求非常嚴，一旦發生硬件故障便要求DCS 維護人員迅速判斷故障點， 并及時排除。 然而， 要排除DCS 硬件故障難度很大， 原因之一是廠家不提供DCS 系統完整的電路圖；原因之二是即使知道某個模塊發生故障，也絕不允許在生產周期內在線進行檢修。 而DCS 模塊離線后會失去供電回路和信號回路，很難檢測和尋找出損壞的元件。 現針對這些困難，結合經驗以一些常見的DCS 硬件故障為例進行探討。

硬件故障相對于軟件故障來說能較為直觀地發現，維修的基本方法就是更換模塊。根據故障指示燈和故障現象判斷故障模塊是檢修的關鍵，盲目的更換會帶來不必要的損失。

1 IO 模塊COM 燈閃爍的故障處理

首先，檢查有沒有不工作的模塊，如果電源燈都不亮，應將其拔下再觀察；接下來，判斷模塊本身有沒有問題。 將模塊插入到別的站，觀察是否有同樣的問題發生，如果沒有發現問題，則基本說明該模塊正常。如果離線的模塊沒有問題，可采用按一定的順序拔模塊，直至模塊通信正常，再重點檢查最后一個拔下來的模塊。 如果是模塊在本站其他位置通信正常，而只是在特定的位置不好，則說明和模塊的底座、地址和通信信號質量問題有關。 最后，判斷地址有沒有重復的。 數清楚此站設備組態中一共組了多少個模塊， 再數清楚此站目前一共插入了多少個模塊，再看清楚上位機的設備狀態圖共有多少個會模塊在線，如果數據一致，則說明正常，如果數據不一致，則說明有模塊使用的地址不對。

2 從機error 燈閃爍的故障處理

對于主機error 燈閃爍表示沒有符號表， 或者在運行過程中檢測到符號丟失或被破壞，對于該類問題，一般可以通過codesys 登錄到主控后點擊“在線”，“下載啟動工程和符號表”或者重新做一次完整的增量下裝。從機error 燈閃爍提示冗余進程失敗，雙機的數據庫沒有保持一致。 如果冒然重啟主機將會導致切換而造成現場擾動。

3 接有變頻器的信號波動大的故障處理

變頻器相當于一個四線制儀表，而且變頻器都要求接地，這樣就存在兩點接地。同時，變頻器的電流變化大，感應也大，容易引入干擾。

解決方法：1）盡量用 FM148E 接變頻器信號；2）加隔離器；3）軟件加濾波處理。有些變頻器要求進出主線加阻波器，但有些廠家沒加，對DCS 的干擾會加大。

4 主控突然斷電又突然來電，主控程序丟失的故障處理

主控來電時，外來電壓不穩，因而DC24V 電壓也不穩，干擾主控啟動順序，主從同時啟動，在啟動正常前，主控無法判斷誰主誰從，于是出現相互備份，這樣兩個主控都會出錯，所以，必須清空后重新下裝。 注意：不能同時上AC220V 電源，要先斷開AC220V 電源開關，再斷開DC24V 電源開關。 如果用西門子的產品， 電源就不會出現該問題，因為它的電源是延時2 秒等電壓穩定后再接通的。

5 某個模塊出問題導致DP 線通信中斷的故障處理

模塊是并聯在DP 總線上的，任一模塊出問題都會影響DP 通信，只能拔掉可能出問題的模塊一個個去試。

有可能出問題的模塊：

1）接有四線制的FM148A 模塊，易感應高壓電；

2）接有交流觸點的FM171；

3）接到電氣的FM161；

4）與大電流電氣線捆在一起的信號。

6 DP 通信中斷，縮小故障范圍的處理

如果模塊全部離線，有可能是主控DP 卡和模塊問題；如果只有部分離線，主控DP 卡就是好的，只是模塊或是DP 重復器有問題。 用萬用表量DP 卡的輸出兩根線，正常應有2 伏的交流電壓，所有模塊底座的37 號和38 號端子也是DP 通信線，可從前往后量，如量電壓下降，就可能有問題。將DP 重復器的3 個開關都撥到ON，這時DP 線是以重復器為界分段放大的。 如果是全部模塊離線， 問題模塊在DP卡和第一個重復器之間， 部分模塊離線， 問題模塊在重復器和FM192TR 之間。

7 操作站硬件故障處理

操作站作為人機接口， 是操作人員對生產現場進行監控的主要設備，是人為操作最頻繁的部分，也是最容易出現問題的地方。操作站硬件故障主要指計算機硬件故障，包括主機、顯示器、鼠標和鍵盤等外圍設備，檢修時主要根據故障現象，采取替換法和排除法。 具體步驟如下：

1）做好DCS 軟件系統軟件和組態文件的備份；

2）觀察DCS 操作站顯示故障信息或現象，初步判斷故障所在；

3）關閉計算機和顯示器電源，并拔掉電源或空氣開關；

4）帶防靜電手套，更換故障硬件；

5）打開電源，啟動計算機，判斷是否恢復正常；

6）如處理正常，DCS 操作站投用，并觀察24 小時，如還沒有正常，繼續執行以上步驟，直到找到故障原因并處理。

通過對DCS 硬件常見故障判斷思路的論述及相應的硬件故障處理方法的闡述, 說明了怎樣在生產過程中檢查和處理DCS 硬件故障,對怎樣處理和判斷DCS 常見的硬件故障提供了一種工作思路和方法。 由于工控過程中出現的故障現象比較復雜,正確判斷、及時處理生產過程中DCS 的硬件故障,是DCS 系統維護人員必須具備的能力。 同時，DCS 系統維護人員應根據系統配置和生產設備控制情況， 制定科學、合理、可行的維護策略和方式方法，做到預防性維護、日常維護緊密配合，進行系統的、有計劃的、定期的維護，對運行中出現的各種故障，應具體問題具體分析，在工作實踐中不斷學習、不斷總結經驗,進一步提高工作能力和業務水平，保證系統在要求的環境下長期良好地運行。

［1］謝彤.DCS 控制系統運行與維護[M].北京理工大學出版社，2012.

［2］韓兵.集散控制系統應用技術[M].化學工業出版社，2011.