分段SCADA系統(tǒng)故障診斷方法研究

齊慧

摘要：指出了SCADA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在原油站庫中可分為四個階段，即：控制電纜、上位機(jī)、下位機(jī)、遠(yuǎn)傳儀表，這四個階段其中有一段出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)便停止運(yùn)轉(zhuǎn)。提出了將SCADA系統(tǒng)分為四部檢測故障的方法能極大地縮短人工檢測時間，抓住局部要害，更加高效、科學(xué)、全面的診斷出SCADA系統(tǒng)故障點，及時解決問題。

關(guān)鍵詞：分段；SCADA系統(tǒng)；故障診斷；檢測；方法

中圖分類號：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）06-0197-02

1 引言

SCADA系統(tǒng)故障診斷主要依賴工人在平時工作中的經(jīng)驗，并沒有形成一個系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)體系。實際工作中，根據(jù)經(jīng)驗對系統(tǒng)故障點進(jìn)行判斷，通過排查故障的方式查找，切入點的準(zhǔn)確性較差，需要耗費(fèi)更多的時間和人力物力，找出的故障點的精確性較差。根據(jù)這些問題，本文從分段SCADA系統(tǒng)故障診斷入手，對提高SCADA系統(tǒng)的準(zhǔn)確性做出一些研究，以期縮短SCADA系統(tǒng)診斷時間，增加檢測的精確性。

2 分段式SCADA系統(tǒng)故障診斷的方法

2.1 遠(yuǎn)傳儀表故障

遠(yuǎn)傳儀表主要是采集數(shù)據(jù)、管道壓力、溫度等，將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到SCADA系統(tǒng)上。當(dāng)儀表出現(xiàn)故障時，首先拆除控制儀表的電線，從控制電纜帶有信號發(fā)生器發(fā)出4～20mA的信號，該信號是線性正比的參數(shù)，并通過PC軟件終端客戶的現(xiàn)場觀察顯示的對比度發(fā)行如果你可以確定側(cè)比較儀器故障值，遠(yuǎn)程儀器進(jìn)行拆除后，用專業(yè)的檢測設(shè)備進(jìn)行檢測。再確定修理或更換，根據(jù)實際測試結(jié)果。相反，它前進(jìn)到下一個步驟的控制電纜，故障診斷下位機(jī)，上位機(jī)。

遠(yuǎn)傳電纜傳感器故障排除后，對控制電纜進(jìn)行測試。主要通過兩個方面進(jìn)行測試：首先檢測電纜纖芯有沒有短路。以每兩根線芯為一組，使用萬用表電流檔進(jìn)行測量通斷，使得線芯在PLC機(jī)柜中處于根根分離的狀態(tài)。顯示電纜接通消息以后，表明這一截電纜短路，仔細(xì)觀察這一段電纜的編號，如果電纜還是短路狀態(tài)，則應(yīng)該實行斷線檢測。其次檢測電纜芯的狀態(tài)，檢測其是否短路。通過查看電纜芯編號，將PLC柜的電纜線為一組的兩個組合的連接到每個端部，用萬用表對各組接線通斷進(jìn)行測試。如果萬用表顯示接通，則電纜正常運(yùn)行，如果萬用表顯示斷開，則表明該段電纜沒有沒有接通。得出檢測結(jié)果以后，再根據(jù)檢測結(jié)果針對性的對電纜進(jìn)行維修。

2.2 下位機(jī)故障

下位機(jī)PLC故障主要是指在機(jī)柜內(nèi)各種部件和接線故障。柜內(nèi)的PLC布線比較復(fù)雜，在出現(xiàn)故障的檢測可與上位機(jī)故障排除相結(jié)合。測量信號從機(jī)柜內(nèi)部電纜芯終端發(fā)出，通過筆記本與以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行聯(lián)系，打開備用的工業(yè)控制軟件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)顯示出來，對數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。PLC機(jī)柜中的部分在工作中可存在一定的誤差，但是此種誤差需要在一定范圍，誤差超過了規(guī)定范圍，則對電纜進(jìn)行再次分段，對機(jī)柜終端、內(nèi)部接線和模塊等重新進(jìn)行檢測。

2.2.1 RTD故障

RTD模擬信號由PLC柜終端塊送出，對參數(shù)數(shù)值進(jìn)行檢測，比較其數(shù)值是否正常，當(dāng)出現(xiàn)異常情況，則對從PLC機(jī)柜內(nèi)浪涌保護(hù)器所發(fā)出的信號進(jìn)行比較，再次對顯示參數(shù)進(jìn)行比較。若還未出現(xiàn)正常的情況，檢測RTD模塊的終端傳輸?shù)哪M信號，檢查出參數(shù)是否在允許范圍內(nèi)，如果仍不正常，則對PLC模塊進(jìn)行更換，再次進(jìn)行比較觀察。如果遠(yuǎn)程信號通道顯示燈通道顯示燈無異常并且信號已經(jīng)傳送，上位機(jī)溫度比實際值高時，查看是否生產(chǎn)現(xiàn)場和PLC機(jī)架內(nèi)比較的連接點有無銹蝕松動的現(xiàn)象。

2.2.2 AI故障

用萬用表對PLC柜內(nèi)進(jìn)行測量，檢測其是否有大于4mA的電流。對當(dāng)電流值觀進(jìn)行察，壓力值統(tǒng)上位機(jī)顯示值進(jìn)行對比。如果兩值不匹配，則首先檢查是否有24V電壓在電路中通電嗎，如果尚未通電，則查看保險絲是否熔斷。如果回路電源經(jīng)過檢查以后沒有異常，則從現(xiàn)場使用的信號發(fā)生器發(fā)送電流信號，再檢測對比參數(shù)是否正常。若發(fā)現(xiàn)仍不正常，則從PLC機(jī)架內(nèi)的電流模擬信號電涌保護(hù)器發(fā)送，對比參數(shù)檢測有無異常。若不正常，從PLC機(jī)架模塊端子內(nèi)傳輸電流標(biāo)準(zhǔn)信號，檢測參數(shù)值，若仍不正常，則需更換PLC模塊，再對對比參數(shù)進(jìn)行觀察。

2.3 工作站故障排除

PLC機(jī)柜出現(xiàn)問題，以太網(wǎng)交換機(jī)和工作站用備用PLC機(jī)柜出現(xiàn)故障后，以太網(wǎng)交換機(jī)和工作站用備用網(wǎng)線進(jìn)行連接，繼續(xù)將上位機(jī)工控軟件與信號發(fā)生器所發(fā)生的信號進(jìn)行對比，如果誤差在正常值，則表明工作狀態(tài)正常。問題出現(xiàn)在連接上位機(jī)與交換機(jī)的網(wǎng)線上。相反，排查工控軟件及上位機(jī)。經(jīng)過參數(shù)對比反復(fù)實驗發(fā)現(xiàn)工控軟件比工作站出現(xiàn)問題的幾率高出許多，對報警參數(shù)的設(shè)置與工控軟件的邏輯關(guān)系應(yīng)該進(jìn)行重點監(jiān)測，并及時對修改完成的軟件進(jìn)行備份。

3 結(jié)語

使用科學(xué)的方式對分段式SCADA系統(tǒng)診斷故障進(jìn)行研究，可以在實踐中檢驗出任何關(guān)于SCADA系統(tǒng)關(guān)于遠(yuǎn)傳儀表故障的所有問題。SCADA系統(tǒng)運(yùn)行中每個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題在文章中都有所講述，分段對故障區(qū)間進(jìn)行檢測，并在規(guī)定范圍內(nèi)檢測，逐個排除故障，對控制故障檢測區(qū)間進(jìn)行合理有效的控制，制定出標(biāo)準(zhǔn)，避免人工檢測出現(xiàn)盲目性等問題。

通過科學(xué)的上述方法的SCADA系統(tǒng)故障診斷分段，在實踐中可以檢測到出現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表任何故障問題。由于上面的方法SCADA系統(tǒng)的整體運(yùn)作的每一個環(huán)節(jié)都考慮到，該斷裂帶切割段和劃定的檢測范圍，并最終逐步消除，合理，有效的控制區(qū)間的故障檢測，減少了盲動性的人工檢查，隨機(jī)性。如果油站工作人員庫檢測，在同一時間內(nèi)的各個環(huán)節(jié)的故障檢測工作，也大大提高了故障處理過程的效率。